ABSTRACT. This paper presents a digital image processing software implementation to identify and study models of infection related to Chagas disease caused by Trypanosoma cruzi parasite. The main objective is predicting disease progression to decide the appropriate treatment depending on the tissue damage observed and evaluate the effectiveness of these treatments in diminishing the structural alterations. For this reason, digital images from colored tissue samples are collected, to be able perform the quantification of inflammatory infiltrate present in these samples. This quantification process automation guarantees greater accuracy, objectivity obtaining results and savings in processing times of the samples involved. The software also includes a unique image repository and metadata implementation to provide more efficiency in post-processing activities.

ABSTRACT. A left heart simulator was applied to characterize the intraventricular flow fields using two-dimensional particle image velocimetry (2D PIV). This work describes the experimental setup used for the 2D PIV measurements and some flow mapping results. The ventricular states were established for three heart rates (HR) and a blood analog fluid based on glycerol was employed at 36.5±0.5ºC. Two mitral bioprostheses (27 and 31 mm diameter) and an aortic bileaflet mechanical valve (27 mm diameter) were used. Each mitral valve was installed in two orientations, rotated by 180°. Averaged velocity vector maps (N = 50) and related streamlines were obtained from instantaneous 2D velocity fields at the upper part of the left ventricular model (LVM), mainly for the end of rapid ejection phase and for the beginning of diastole. Flow variations were observed according to the different HRs, bioprostheses and their orientations. In conclusion, the results prove the relevance of mitral valve orientation in the intraventricular flow fields, and the importance of simulating the LVM for different conditions.

ABSTRACT. Recentemente foi mostrado que um modelo de um núcleo de motoneurônios tem a capacidade de utilizar entradas sinápticas na faixa de 20 Hz (ou maior) para a geração de força com média constante. Neste trabalho é apresentado o método de análise no domínio da frequência para sistemas não lineares que permitiu que esse efeito fosse encontrado, sendo baseado no conceito de funções de resposta em frequência generalizada.

ABSTRACT. Nós apresentamos o projeto e os resultados de um simulador hidráulico controlado por computador do laço sistêmico da circulação pediátrica. O simulador permite controle computacional do fluxo sistêmico e das pressões atrial, ventricular e aórtica. O comportamento mecânico do ventrículo esquerdo, a sua pressão de enchimento e a complacência aórtica são simulados por um dispositivo de assistência ventricular com 15ml de volume de ejeção acionado pneumaticamente, um reservatório com fluido e uma câmara com uma relação volumétrica ar/líquido definida, respectivamente. Um pistão motorizado proporciona o ajuste da resistência do loop e, uma bomba de ar regula a complacência aórtica e a pressão de enchimento. Sinais analógicos dos fluxos de entrada e saída no ventrículo e das pressões atrial, ventricular e aórtica são medidos por transdutores e digitalizados em um microcontrolador. Sinais de comando são enviados para os atuadores motorizados para realização do controle de resistência, complacência e pressão de enchimento. Uma interface de usuário apresenta sinais em tempo real ou gravados, permitindo também a escolha dos parâmetros e condições de simulação. O projeto do sistema de controle é apresentado juntamente com os resultados das condições simuladas. O sistema pode simular o laço sistêmico da circulação pediátrica de maneira precisa, é de simples operação e é uma ferramenta útil tanto como ambiente de testes para dispositivos mecânicos de assistência circulatória, quanto como uma plataforma de ensino e treinamento.

ABSTRACT. Abstract: The Hospital Regional "Dr. Leopoldo Bevilacqua "(São Paulo) started sustainability activities in 2008 for the implementation of a series of routines that contributed to reducing the waste of resources and waste recycling. This case study involves changes in administrative and technical processes and evaluates the results of implemented strategies. In the implementation, it was taken into consideration that all actions follow the legal procedures and in accordance with current rules and laws. The result in water savings was 46.23% less consumption in 2015, compared to the goal of the Rational Use Program of Water (PURA).

ABSTRACT. O desempenho essencial de um equipamento eletromédico (EEM) pode ser comprometido por perturbações eletromagnéticas presentes nos vários ambientes de uso. Considerando a sua crescente mobilidade, os equipamentos eletromédicos podem estar presentes em unidades de terapia intensiva (UTI), centro cirúrgico (CC), residência do paciente (home care), ambulância, etc. A atualização dos requisitos normativos para avaliação de conformidade no pré-mercado não acompanham o dinamismo do serviço à saúde. Além disso, a base de conhecimento da engenharia clínica para o gerenciamento das tecnologias necessita atualização contínua. Este artigo apresenta uma abordagem de gerenciamento de risco de perturbações eletromagnéticas em todo o ciclo de vida dos EEMs. A abordagem proposta é baseada em duas estratégias: prevenção, que consiste na avaliação do risco, e mitigação, que trata de ações que têm o objetivo de minimizar as consequências do risco. Iniciando pelo desenvolvimento e avaliação pré-mercado, a proposta destaca as interações entre as fases de acesso ao mercado e pós-mercado.

ABSTRACT. Devido a importância da calibração de equipamentos biomédicos e a dificuldade de acesso à protocolos com proposições de critérios de seleção do serviço de calibração, no que tange a qualidade do processo e controle de calibração dos mesmos, este trabalho tem como objetivo propor critérios básicos e mínimos, de avaliação pré contratação, para seleção de serviço de calibração de Equipamentos Eletromédicos (EEM).

ABSTRACT. Incorrect maintenance proceedings are responsible for 21% of medical equipment failures. The disparity of investment rate between brazilian states is the major cause of contrast in distribution of public imaging diagnostic equipment. The present work consists of a survey of the location of computed tomography, magnetic resonance and PET/CT in Brazil. Moreover, the financial viability of maintenance programs in damaged equipments is analyzed and the revenue loss from the inactivity of these equipments is calculated.

ABSTRACT. Irregular heart rate is a typical manifestation of atrial fibrillation, frequently observed on electrocardiogram signals. More recently, the variability of arterial blood pressure has also been associated to atrial fibrillation. However, the simultaneous use of both signals to detect atrial fibrillation has not been widely used in the literature. In this paper, we propose a potential tool to detect atrial fibrillation—the combined use of arterial blood pressure and electrocardiogram cycles and the computation of Fourier descriptors. The proposed methodology is applied to the boundary curves extracted from images of an arterial blood pressure cycle versus the corresponding electrocardiogram cycle, as well as to the cycles themselves. The evaluation of the proposed methodology is made with a set of 24 pairs of signals from the MIMIC II database, version 3 of PhysioBank. The Fourier descriptors computed from the arterial blood pressure and electrocardiogram cycles themselves attain a better classification rate than the descriptors computed from the corresponding image boundaries.

ABSTRACT. A microalternância de onda T (MAOT) é um marcador de risco, sendo avaliada pela quantificação da alternância batimento-a-batimento das amplitudes das ondas T. O método clássico de análise requer a detecção precisa dos valores de pico de 128 batimentos sinusais consecutivos, para a análise espectral com FFT. Esse trabalho propõe a utilização de um novo método de análise de MAOT, que dispensa a detecção de pontos fiduciais, para sinais de curta duração.Um sinal artificial é formado com segmentos consecutivos de trechos de 300 ms de ECG contendo ondas T, ao qual é aplicada a transformada de Hilbert para a obtenção do seu envelope,que então é submetido à FFT. A MAOT é identificada por meio de um pico na frequência que corresponde à metade da frequência principal do sinal. O método foi testado em 37 sinais de ECG do banco de dados Physionet T-Wave Alternans, para sequências de 128 e 100 batimentos sinusais, e comparado ao método clássico por meio de correlação linear e do gráfico de Bland-Altman. Não foi encontrada diferença significativa entre os resultados, indicando que a MAOT pode ser detectada em sequências de pelo menos 100 batimentos,sem a necessidade de detecção de picos da onda T.

ABSTRACT. O eletrocardiograma de alta resolução clássico caracteriza-se pela utilização de técnicas de alinhamento e média coerente para correta identificação de sinais de alta frequência e baixa amplitude encobertos por interferências. A escolha do método adequado de alinhamento atenua o efeito passa-baixas ocasionado por erros de alinhamento (EA), possibilitando a análise de potenciais tardios de ativação ventricular, presentes no complexo QRS. Foi realizado estudo comparativo entre dois métodos de alinhamento objetivando avalição do EA: integral normalizada (NI e integração dupla (ID). Para comparação entre os processos, foram adicionados ruídos normalmente distribuídos com média zero e desvio-padrão de 1, 5 e 10 µV e o sinal de referência pré-processado sem filtragem e filtrado nas frequências passa-baixas 30 Hz e 60 Hz antes do alinhamento. Os métodos na condição sem filtragem foram comparados ao detector de nível para avaliação de EA, definido como desvio-padrão do ponto de alinhamento. O detector de nível apresentou aumento do EA proporcional ao ruído de base enquanto os métodos NI e ID os EA foram estáveis, em todos os níveis de ruído avaliados. Na frequência de corte 30 Hz, o método ID mostrou-se superior ao NI. Os métodos NI e ID apresentam baixo EA e adequado desempenho para alinhamento de sinais. O método ID apresenta EA mais baixo em relação ao NI, quando pré-processado utilizando frequência de corte passa-baixas de 30 Hz.

ABSTRACT. The cardiolocomotor coupling has been investigated in subjects running at a step frequency near to the heart rate. In this study the hypothesis that cardiolocomotor coordination does not exist is tested by crossover approach. Ten healthy young men cadets from the Naval Academy running at a paced rhythm of 152 steps per minute had their right gastrocnemius lateralis muscle electromyogram and electrocardiogram continuously monitored to obtain the stride rate (SR) and heart rate (HR), respectively. The entrainment was assessed by phase synchrograms and conditional probability index (iCP). The crossover approach consisted in applying these tests to HR series from one subject and SR series from the other ones. Both synchrogram and iCP indicated the occurrence of cardiolocomotor coupling whenever HR corresponded to approximately twice SR (69% of tests), independently of crossover, indicating that investigated methods are inadequate to assure the entrainment occurrence.

ABSTRACT. A brain computer interface (BCI) is a system that uses brain signals to allow a direct communication between a person and the outside world. In other words, a BCI enables users to act on their environment increasing their integration in society and providing greater personal autonomy. In this work the P300 paradigm based on event related potential was used. A dataset of EEG signals of healthy people was used to train and test the proposed configuration. The feature selection method implemented was Genetic Algorithm before the Fisher’s Linear Discriminant Analysis (LDA) used for the classification stage. Two fitness functions and different methods of selection of parents in AG were analyzed, also considering the amount of average characteristics used by each way. To evaluate the performance of the system in these different cases, accuracy, sensibility and specificity were calculated. The results indicated that the best method was Competence using only accuracy in the fitness function.

ABSTRACT. The use of Independent Component Analysis (ICA) for pre-processing or selecting features of EEG signals derived from motor imagery tasks has been benchmark option in the literature. In this work, it is shown that the combined use of ICA and features selection techniques is capable of enhancing task imagery responses in Brain-Computer Interface (BCI) systems, which implied in overall better classification performance for a two class motor imagery system. To evaluate the mentioned signal processing framework, a complete motor imagery-based BCI was implemented, which also allowed the comparison of different techniques for signal pre-processing, feature extraction, feature selection and classification.

ABSTRACT. O presente artigo consiste em um estudo sobre Interface Cérebro Computador (ICC) e na validação desse conhecimento por meio do desenvolvimento de um sistema de simulação em 3D controlado por uma ICC, tendo como objetivo principal a reabilitação de pessoas com limitações nos membros superiores. A metodologia consistiu em capturar as ondas cerebrais e informações cognitivas dessas pessoas por meio de um capacete neural, que envia esses dados para uma aplicação cuja função é analisar e converter os mesmos em diversas ações no simulador 3D. O usuário, então, é submetido à uma série de testes cerebrais onde, somente com o poder do pensamento, consegue movimentar dois braços virtuais interagindo, assim, com o ambiente de simulação de acordo com o requisitado por esses testes, que vão desde simples movimentos das mãos até testes de coordenação motora. Para aumentar a realidade e a imersão no ambiente, um óculos de realidade virtual foi integrado ao simulador. Os resultados do trabalho foram, em sua grande parte, satisfatórios, sendo possível a utilização da ICC desenvolvida para auxiliar na reabilitação de pessoas com deficiências nos membros superiores de um modo mais dinâmico.

ABSTRACT. The transcranial direct current stimulation (tDCs) is a noninvasive brain stimulation method used to modulate the cortical excitability by means of low intensity direct current applied to the scalp via surface electrodes. This paper presents the development of a portable tDCs device for home use and a pilot test using such equipment in healthy subjects. The contact impedance throughout the stimulation session and some parameters of cortical excitability were assessed. The motor evoked potential (MEP) which represents the cortical excitability was evaluated before and after the application of tDCs on the 15 volunteers. The MEP showed a significant statistical difference (p = 0.001).

ABSTRACT. Muitos sistemas de transferência de energia sem fio (WPT) aplicados em dispositivos médicos implantáveis utilizam um enlace magnético contendo apenas 2 bobinas. Nestes sistemas, a identificação do posicionamento relativo das mesmas após sua implantação é de grande importância. Ela permite, por exemplo, melhorar o processo de recarga da bateria interna, uma vez que a posição relativa das bobinas envolvidas influencia diretamente a relação eficiência/potência transferida do WPT. Visando o desenvolvimento de um método de identificação da posição relativa da bobina implantável apenas monitorando o dispositivo externo, avaliou-se o comportamento do ponto de máxima transferência de potência (MPT) para diferentes distâncias. Observou-se que a curva de MPT aproxima-se de uma parábola centrada no ponto coaxial entre as bobinas, indicando ser uma característica promissora para o desenvolvimento de um sistema para monitorar a posição relativa das mesmas.

ABSTRACT. O uso de tecnologia Computer Aided Design (CAD) tem se tornado fundamental para o desenvolvimento de produtos ortopédicos como implantes para a cirurgia de fratura de mão. Essa tecnologia permite que o implante possa ser prototipado conforme a anatomia do osso. Neste estudo, uma metodologia para a modelagem tridimensional de uma placa ortopédica, em titânio, foi desenvolvida a partir de um arquivo digital de uma falange proximal. O uso da tecnologia CAD com o processo de manufatura por usinagem permitiu criar um implante customizados para fratura de mão com custo abaixo do mercado atual.

ABSTRACT. Diabetes is a disease in which the body cannot properly use and store glucose, leading to elevated glucose levels in the blood stream. Through the different types of diabetes, the body cannot produce any insulin or does not produce enough. In either case, there is a need of providing the correct amount of insulin to the body. Insulin pumps can deliver needed quantities of insulin, by means of infusion. Although, they have lots of limitations and challenges: finding sensors which accurately measure the glucose levels, fast changes in blood conditions, places to actually inject insulin in the body, among other difficulties. The insulin pumps should be used in closed loop to regulate the glucose levels in real time. A critical point for building the insulin pump controller is to set a model for the system. Among the difficulties, it is relevant to mention the identification mishaps and the variations caused by illness. The aiming of this work was to design robust controllers, based on H-Infinity and LQG/LTR methods, to deal with requirements of performance and robustness of the resulting system embedded in a closed loop insulin pump. For this purpose, a simulated environment was utilized. Data of glucose and insulin were assumed available. Both approaches were developed, analyzed and compared by means of their frequency and time responses. Furthermore, more realistic aspects will be considered, such as more sophisticated models, infusion actuators and more uncommon scenarios of glucose profiles. In the future, gathering such issues, it will be possible to test the whole system in a more realistic situation.

ABSTRACT. Communication problems are usual in many people with severe motor disabilities, impairing the interaction with society and their relatives. Systems of Augmentative and Alternative Communication (AAC) compensate the difficulty of communication of these individuals, using an alternative means of communication or expanding their remaining abilities. This paper proposes a new AAC system controlled by user's eyes movement. A mobile application was integrated into the system to provide remote communication with the caregiver or relatives. The system was tested by 17 volunteers, who answered a questionnaire about its usability. Results show that the system was classified as excellent by the users, with a score of 92.79 in the System Usability Scale (SUS).

ABSTRACT. Lesions within the white matter brain are often observed on neurology and psychiatric patients, on both symptomatic or asymptomatic patients. The analysis of those lesions is a non-trivial task due to its variation on shape, location and severity. In order to help specialists to accomplish the correct diagnosis and follow-up, there are several computer-assisted tools that aim to automatically detect/segment these lesions, and to quantitatively evaluate the lesion progression over time. However, none of these tools characterize these lesions, or study its variation over time. This paper proposes a different approach to perform longitudinal study of white matter lesions that evaluate the variation of lesioned tissues over time through textural statistics, such as mean intensity and uniformity.

ABSTRACT. This paper presents a new approach for the non-local means algorithm to filter quantum noise in digital mammography acquired with reduced radiation dose. In this approach, called Variance Map Non-local Means (VM-NLM), quantum noise is removed in the image domain. Thus, it eliminates the need for an accurate estimate of the noise parameters typically necessary for the use of a variance stabilization transformation before filtering (i.e. Anscombe transformation). This estimate normally requires preliminary access to the mammographic equipment, which is not always feasible in practice. Results obtained with the proposed algorithm showed that it produces sharper images with better preservation of edges and small details than the original Non-local means algorithm.

ABSTRACT. This paper proposes the use of the bilateral filtering to denoise digital mammograms acquired with reduced radiation dose, improving their quality to mimic the signal-to-noise ratio of those acquired with the standard radiation dose. It is known that a small reduction in the radiation dose of a radiographic exam would increase the image degradation by the quantum noise, affecting medical diagnosis. Thus, this work presents a possible way of reducing the radiation dose in digital mammography by means of denoising. Digital mammography has two sources of noise: Poisson and Gaussian noise. However, the bilateral filter was originally developed for Gaussian noise. Thus, we applied the Generalized Anscombe Transformation to stabilize the variance of Poisson noise before filtering. The validation of the proposed method was performed using mammographic images obtained with an anthropomorphic breast phantom software developed at the University of Pennsylvania, which were generated with different levels of radiation exposures (and noise levels). The optimum filtering parameters for each dose level were determined by a genetic algorithm. Qualitative assessments indicated that low-dose images filtered by the proposed method are very similar to those acquired with the standard radiation dose.

ABSTRACT. With the increase in cases of cancer worldwide, the challenge is early diagnosis. It appears that the segmentation is essential to aid the correct and accurate medical diagnosis, since this step marks the area to be examined on computed tomography images (CT) to be analyzed by the system or by the specialist doctor. This work presents a segmentation of medical images for especially mobile to tablet to assist doctors. Until the completion of this work, medical image segmentation system for mobile devices was not found. In the context of this work, we describe the development of MLISA system for the Android operating system that aims to make the segmentation of a CT scan. For segmentation it was used thresholding technique where we can highlight the lung. The results show that the system has a very close to the expected response, about 98% accuracy compared with other available system for PC.

ABSTRACT. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da tomografia por coerência óptica (OCT) para o diagnóstico precoce e monitoramento de lesões de erosão e abrasão em dentina. Para isso, foi realizado um estudo in vitro com 192 blocos de dentina radicular bovina de 8 mm2, distribuídos aleatoriamente em quatro grupos experimentais (n = 48): G1- sem tratamento; G2- tratamento com flúor fosfato acidulado (FFA, 1,23% F-, pH = 3,3–3,9); G3- irradiação com laser de Nd:YAG (1064nm, 0,6W, 10Hz, 84,9J/cm2); G4- aplicação de FFA, seguida de irradiação com laser de Nd:YAG. Após os tratamentos, as amostras foram submetidas a um desafio de erosão e abrasão por escovação (Sprite Zero, pH=2,6, 90s, 4x/dia) e remineralização (saliva artificial, pH=7) durante 15 dias, sendo avaliadas por OCT em 5 momentos distintos: antes e após os tratamentos, e após 5, 10 e 15 dias de desafio. Foi possível observar o desenvolvimento e evolução das lesões de erosão/abrasão e também foi possível relacionar a desmineralização do tecido decorrente do processo de erosão/abrasão com o coeficiente de atenuação óptica.

ABSTRACT. Neste trabalho são avaliados os danos ópticos induzidos em hemácias submetidas a iluminação infravermelha. Um número significativo de eritrócitos, 400 células, foi utilizado neste estudo. As hemácias foram expostas, durante 1 ou 2 minutos, a 10 mW de radiação laser, na região do infravermelho próximo, em 785 ou 1064 nm. Os danos foram quantificados através da avaliação da elasticidade celular utilizando sistemas de pinça óptica. As medições revelaram uma diminuição global da deformabilidade da célula quando expostas a radiação infravermelha. Observou-se que as hemácias tornam-se até ~104% menos deformáveis após 2 minutos de exposição a irradiação laser de 785 nm. A exposição durante 2 minutos a 10 mW de radiação laser a 1064 nm induziu um aumento de até ~ 20% na rigidez dos glóbulos vermelhos. Essa dependência dos danos ópticos com o comprimento de onda do laser é atribuída à absorção da luz pela hemoglobina, um dos principais componentes das hemácias. Os resultados deste trabalho forneceram evidências de que os eritrócitos podem ter suas propriedades biomecânicas afetadas pela radiação infravermelha, e indicam novos limites para uso de laser infravermelhos em hemácias.

ABSTRACT. Este artigo compara o desempenho de duas membranas poliméricas na detecção de oxigênio gasoso: poliestireno e polissulfona dopadas com Pd(II) meso-Tetra(pentafluorofenil) porfirina (PdTFPP). Apresenta também um sistema optoeletrônico para mensurar a extinção dos tempos de vida da fosforescência. Tem como princípio de operação a excitação das metaloporfirinas a partir de um LED violeta e a detecção de fosforescência através de uma válvula fotomultiplicadora compacta. Medidas de O2 na faixa de 0 a 21 % foram obtidas apresentando elevada linearidade com constantes de Stern-Volmer de 1,83 (%O2)-1 e 1,30 (%O2)-1 para poliestireno e polissulfona, respectivamente. A matriz de poliestireno apresentou maior fotoestabilidade que a polissulfona.

ABSTRACT. The periimplantitis is a destructive inflammatory process that affects the tissues that provide support to the dental implant, the bone and gingiva, and can lead to the loss of the implant. Among the treatments of this disease, the irradiation of the contaminated surface with high intensity lasers is considered a promissory alternative; however, irradiation parameters must be correctly adjusted in order to promote an efficient and safe treatment. This study evaluated the temperature rises on dental implants promoted by irradiation with a high-intensity diode laser, when adjusted to different parameters, in order to estimate the power and emission mode settings that could be safe for a future clinical application. For that, it was used six implants that were fixed in bovine bone. The osseous defects created were irradiated during 30s with a high-intensity diode laser, which was adjusted to different emission modes (pulsed or continuous) and different power settings (from 0.5W up to 6.0W). The temperature rises were monitored by 4 fast-response type-K thermocouples which were positioned in 4 distinct regions. It was observed the higher temperature rises in the region of the osseous defect, followed by the implant-bone junction region which was located behind the implant, and finally, the apex region of the implant. Thus, it was concluded that the high-intensity diode laser can promote potentially harmful temperature rises to peri-implant tissues depending on the adjusted parameters; and there was a positive relation with the laser power employed. The mean power of 1 W in pulsed mode, or 0,5W in continuous mode are safe and, in this way, can be used in a future clinical application.

ABSTRACT. Introdução: O Ultrassom Focalizado de Alta Intensidade (HIFU) originalmente foi idealizado para o tratamento de tumores por ablação. Neste caso a alta concentração de energia no ponto focal deve ser suficiente para destruir as células tumorais e tratar o câncer [1]. Com a mesma concepção de destruir conglomerados celulares, o HIFU usado em tratamentos estéticos objetiva concentrar a energia no ponto focal causando cavitação e aumento da temperatura com magnitude suficiente para causar apoptose (morte celular) do tecido adiposo subcutâneo da área em tratamento, além de estimular o fenômeno de lipólise nos adipócitos [2]. Isso ocorre sem danos aos tecidos ao redor ou sobrejacente, pois o HIFU pode propagar a energia ultrassônica através dos tecidos biológicos, mas, como os feixes de ultrassom carregam energia suficiente e estes convergem para um ponto focal, provocam um estresse mecânico e térmico no tecido alvo (tecido adiposo) [1]. Esse dano é pontual e controlado. Na lipoclasia, devido a energia focalizada de alta intensidade ocorre a ruptura da membrana do adipocito (célula de gordura), a célula entra em apoptose (morte celular programada) e uma cascata de eventos envolvendo células do processo inflamatório como neutrófilos e macrófagos são ativados. Estas células fagocitam e digerem por liberação de enzimas, parte dos lipídeos liberados e os restos das células de gordura mortas. Sinais químicos ativam os fibroblastos que promovem síntese de novo colágeno nos septos de gordura e pele adjacentes, finalizando o processo de cicatrização [3]. O objetivo do presente estudo é projetar um dispositivo de ultrassom focalizado para a interação com o tecido adiposo e avaliar a existência do ponto focal de concentração do feixe ultrassônico e a profundidade do mesmo em material sintético que mimetize o tecido biológico.

Materiais e Métodos: Foi projetado um dispositivo transdutor de ultrassom focalizado de alta intensidade [PI201500283], sendo o transdutor usinado com diâmetro externo de 67 mm em alumínio liga 6351 T6, projetado de modo a permitir o direcionamento dos feixes de ultrassom para um único ponto, este descrito como ponto focal. Isto se dá pela curvatura da face polida do transdutor com um raio de 31,3 mm e com o centro geométrico a 1,5 cm da face do transdutor. O cristal piezoelétrico utilizado no transdutor apresenta a espessura de 1,3 mm ± 10%, o diâmetro de 50 mm ± 15% e a frequência de 1,8 MHz ± 10%, sendo este colado na face plana do transdutor focalizado. O dispositivo permite a emissão de ultrassom com a potência de 2 a 30 Watts. O transdutor apresenta o acabamento usinado em PEAD (Polietileno de Alta Densidade) com dupla função, sendo que este acabamento mantem o conjunto transdutor focado usinado centralizado e devidamente preso ao cabeçote injetado. O cabeçote é injetado em PU (Poliuretano) desenvolvido com uma empunhadura anatômica, especialmente para acomodar o conjunto transdutor focado. Foram realizados testes laboratoriais com o transdutor protótipo utilizando um material “phantom” que mimetiza o tecido adiposo e uma câmera termográfica da marca Flir®, por meio da qual é possível adquirir uma imagem fotográfica convencional e uma imagem termográfica. O “phantom” é um gel cristalino sintético que pode reproduzir lesões na mesma posição, tamanho e forma como as produzidas em tecido real quando a energia ultrassônica é aplicada ao gel. O procedimento foi realizado posicionando o protótipo sobre o material “phantom”, sendo que toda a concavidade do transdutor focalizado e a superficie do “phantom” foram preenchidas com gel neutro para condução do feixe ultrassônico. Foi realizado um disparo de ultrassom focalizado de 2 segundos de duração com a potência de 22 Watts. Em seguida, o material “phantom” foi fotografado para aquisição da imagem termográfica e posterior avaliação da profundidade do ponto focal.

Resultados: Foi desenvolvido um dispositivo de ultrassom focalizado para interação com o tecido adiposo, indicado para a indução de apoptose celular de adipócitos. Nos testes de bancada com o material sintético “phantom” foram coletadas as imagens convencionais e termográficas, as quais foram analisadas. Logo após a emissão do feixe ultrassônico verificou-se a formação de um ponto focal a 1,5 cm de profundidade no material e o aumento de 10°C na temperatura do “phantom” onde se localizava o ponto focal, comparado a temperatura do material antes do procedimento.

Conclusões: O transdutor de ultrassom focalizado desenvolvido foi eficaz para projetar o ponto focal a 1,5 cm de profundidade no material “phantom”, sendo que esta profundidade do feixe ultrassônico focalizado é similar no teci-do biológico. Dessa forma, os resultados sugerem que o dispositivo é eficiente para atingir o tecido adiposo, o qual está localizado abaixo dos 4 mm de profundidade da pele. Neste contexto, estão sendo realizados novos estudos com o objetivo de avaliar a eficácia do dispositivo no tratamento da gordura localizada por indução de apoptose celular no ponto focal.

Referências: [1] Ter Haar G., Coussios C. High-intensity focused ultrasound: physical principles and devices. Int J Hyperthermia, 2007, 23:89–104. [2] Vanini F., Mejoria de los tejidos alterados por patología de la microcirculacion a través de la emulsiolipolisis por conduccion ultrasonica. Napoli, 2007. [3] Fatemi, A., Kane, M.A.C. High-intensity focused ultrasound effectively reduces adipose tissue. Aesth Plast Surg, 2010, 34:577–582.

ABSTRACT. Introdução: Muitas vezes, a aplicação de um biomaterial se beneficia ou mesmo necessita de terapias farmacológicas concomitantes. A administração comum de fármacos tem as desvantagens de deixar o organismo exposto a eventos adversos sistêmicos, e ainda, parte da dose administrada pode ser perdida ao longo do trajeto no organismo até atingir o sítio patológico [1]. A técnica de drug release permite a liberação controlada e localizada de um fármaco, aumentando a eficiência da dose e diminuindo os efeitos sistêmicos. A liberação controlada de um fármaco através de biomateriais associa as vantagens da técnica de drug release com as vantagens já conhecidas dos biomateriais [1,2]. Compósitos baseados na associação de polímeros e vidros bioativos tem ganhado destaque dentre materiais aplicados à medicina, pois combinam o suporte biodegradável, biocompatível e flexível do polímero, com as propriedades mecânicas e de bioatividade dos vidros bioativos [3]. Este trabalho tem por finalidade o desenvolvimento e a caracterização de membranas de quitosana e Biosilicato® associadas à ibuprofeno, um anti-inflamatório, analgésico e antipirético altamente difundido, a fim de avaliar a biofuncionalidade do compósito associado ao fármaco.

Materiais e Métodos: Utilizou-se a técnica de evaporação de solvente para a obtenção de membranas a partir de solução com 2,5% quitosana (m/v) em solução aquosa de 1% ácido acético (v/v). Nessa solução foi adicionado o ibuprofeno solubilizado em etanol na concentração de 10 mg/mL. A solução resultante foi vertida em placa de Petri e armazenada em estufa a 37ºC por 24 horas para evaporação do solvente. Após esta etapa, as membranas foram reticuladas com solução de NaOH 0,1 M, e então lavadas com água destilada, e novamente armazenadas em estufa a 37ºC por 24 horas. As características morfológicas das membranas foram observadas ao estereomicroscópio (Physis, modelo SZ40), e sua composição foi avaliada por FTIR (Perkin Elmer, modelo Frontier Single & Dual Range). Os próximos passos serão a obtenção de membranas de compósito de quitosana e ibuprofeno com a inserção do biosilicato®, e posterior caracterização quanto à bioatividade, intumescimento e liberação in vitro do fármaco com avaliação por espectroscopia de UV-VIS.

Resultados: As micrografias das membranas de quitosana e fármaco mostraram que o ibuprofeno e excipientes ficaram dispersos no material, com regiões de cristalização. A análise composicional mostrou os picos característicos da quitosana – na região do 1350 cm-1 e 1280 cm-1, referente as ligações C-H e C-H-O respectivamente. A literatura indica que o pico referentes ao ibuprofeno se encontram na região do 1721 cm-1 [4], referente ao princípio ativo do ibuprofeno. Esse pico foi observado no espectro do compósito, indicando que o fármaco não reagiu com a quitosana e o compósito é viável.

Conclusões: A técnica adotada neste trabalho para a incorporação do fármaco comercial apresentou algumas dificuldades, tais como a separação do princípio ativo dos excipientes e a homogeneidade na dispersão do fármaco pela extensão da membrana. Como não há relatos na literatura referentes à adição de fármacos ao compósito quitosana e Biosilicato®, é de interesse estudar diferentes formas de incorporação do fármaco e preparo das membranas. Ainda, avaliar a influência da inserção do fármaco na bioatividade do compósito e o comportamento de liberação da droga durante ensaios de drug release in vitro.

Referências: [1] Perry J, Martin C, Stewart J. (2011), Drug-Delivery Strategies by Using Template Synthesized Nanotubes. Chem. Eur. J. 17: p. 6296 – 6302. [2] Rámila A, et al. (2003), Drug Release and In Vitro Assays of Bioactive Polymer/Glass Mixtures. J. Sol-Gel Science and Tech. 26: p. 1195 – 1198. [3] Santos, L. R. et al. (2016). Patente: Privilégio De Inovação. Número Do Registro: Br1020160022240, Título: "Compósitos Biomiméticos Compreendendo Alto Teor De Carga À Base De Quitosana E Biocerâmica, Processo Para Preparação Dos Ditos Compósitos E Seu Uso Em Engenharia De Tecidos”. Instituição De Registro: INPI - Instituto Nacional Da Propriedade Industrial. [4] Vieira A, Badshah S, Airoldi C. (2013), Ibuprofen-loaded chitosan and chemically modified chitosan – Release features from tablete and film forms. Inter. Bio. Macromol. 52: p. 107 – 115.

Palavras-chave: biomateriais, quitosana, vidros bioativos, drug release Agência Financiadora: Universidade Federal do ABC

ABSTRACT. Introdução: Materiais a base de fosfato de cálcio são amplamente empregados nas áreas biomédicas. Suas propriedades biocompatíveis possibilitam que eles sejam usados como materiais de implantes e no reparo e regeneração de tecidos duros como ossos e dentes [1]. Dentre esses compostos, a hidroxiapatita Ca10(PO4)6(OH)2 – HA se destaca por apresentar excelente biocompatibilidade e bioatividade, além de ser osteocondutora. A estrutura da hidroxiapatita permite substituições catiônicas e aniônicas isomorfas com grande facilidade [2]. Cátions tais como o Zn2+, Fe2+, Cu2+, Mg2+, Al2+, Ni2+, Cr2+, Mn2+, Si2+, Co2+, Pb2+, Cd2+ substituem o Ca2+. Estas substituições modificam propriedades como solubilidade, estabilidade térmica e reatividade superficial da HA [1]. A presença de Sr2+ na HA afeta a solubilidade do material tornando-o mais solúvel [3]. O presente estudo tem como objetivo sintetizar e caracterizar hidroxiapatita dopada com 1%, 3% e 5% de estrôncio (Sr) e verificar as modificações na estrutura cristalina da HA em decorrência da adição de estrôncio.

Materiais e Métodos: As amostras de hidroxiapatita, puras e dopadas, foram sintetizadas pelo método de precipitação em meio aquoso numa reação ácido-base entre ácido fosfórico (H3PO4) e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) objetivando razão estequiométrica Ca/P igual a 1,67. A solução de H3PO4 foi adicionada lentamente (2,0mL/min) à solução de Ca(OH)2 a qual permaneceu imersa em banho térmico a 70ºC, sob agitação constante de 150 rpm. Após a adição do ácido, o precipitado foi envelhecido por 24 horas, mantendo a temperatura inicial. Posteriormente as amostras foram filtradas, lavadas com água destilada e secas a 120ºC por 12 horas. O material seco foi triturado manualmente e peneirado. A calcinação dos pós de HA ocorreu em forno Mufla com rampa de aquecimento de 5ºC/min até 1000ºC, com tempo de patamar de 60 min. Para a síntese da HA-Sr, as condições utilizadas foram as mesmas da síntese da HA não dopada, porém houve a adição do nitrato de estrôncio (Sr(NO3)2), como fonte de Sr2+, em uma relação molar Ca-Sr de 1%, 3% e 5%. As amostras foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX) em um Difratômetro Bruker, modelo D2 Advance Brunker, com tubo de cobre (radiação Kα = 1,5418 Ǻ). A velocidade de varredura do goniômetro foi de 0,02º/s, sendo o intervalo de varredura de 5º a 80º. Para o ensaio de FTIR fez-se uso de um espectrômetro Perkin-Elmer, modelo Spectro One, com faixa de trabalho entre 4000 a 400 cm-1. Os pós sintetizados foram misturados em KBr e prensados na forma de pastilhas.

Resultados: A partir da análise por difração de raios X indica que o método de síntese escolhido levou à obtenção de um fosfato de cálcio amorfo (FCA) para todas as composições de estrôncio adicionadas. Após o processo de calcinação a 1000ºC por uma hora, o FCA transformou-se em duas fases: hidroxiapatita e na fase beta (β) do fosfato tricálcico (β-FTC) para todas as amostras, o mesmo comportamento foi observado na literatura [1]. A formação da fase β-FTC pode ocorrer devido ao desbalanço estequiométrico causado pela adição dos íons de estrôncio. O tamanho de cristalito foi medido no pico correspondente ao plano cristalino de orientação (002) e verificou-se um tamanho médio de 45 nm para todas as amostras. Pela análise de FTIR identificou-se as bandas características ao agrupamento PO4 -3 nas regiões de 963 cm-1 (HASr1%), 962 cm-1 (HASr3%) e 962 cm-1 (HASr5%), em comparação com a HA (962 cm-1), confirmando a presença da fase de hidroxiapatita.

Conclusões: A metodologia para obtenção de HA-Sr foi bem-sucedida, visto que houve a comprovação por DRX e FTIR da fase hidroxiapatita nas três composições propostas. Contudo, as formulações com 1% e 3% apresentaram a formação de uma fase β-FTC, diferentemente da formulação com 5%.

ABSTRACT. O diagnóstico de imagens de ultrassom é realizado unicamente por radiologistas, que devido a problemas inerentes ao pré-processamento da imagem, e até mesmo a sensibilidade a variações morfológicas das lesões, apresentam interpretação subjetiva e muitas vezes inconclusiva. Para diminuir a dependência do radiologista e auxiliar no diagnóstico, aumentando a acurácia, utiliza-se processamentos de imagens e métodos automáticos de classificação. Sendo assim, um sistema computadorizado auxilia o especialista a fornecer o diagnóstico correto das lesões através de detecção e classificação automática de câncer de mama. O programa desenvolvido em MatLab integra os principais algoritmos referentes às etapas de um sistema CAD (Computer-Aided Diagnosis) para a classificação de câncer de mama apresenta uma interface Homem-Máquina na qual o usuário carrega um arquivo digital de imagem de ultrassom e seleciona um dos métodos de segmentação fornecido pelo sistema. O sistema possibilita a avaliação de diversos algoritmos de segmentação de imagens, extração de atributos e classificação de lesões mamárias, devido à facilidade da interface com o usuário.

ABSTRACT. Introdução: O estetoscópio é um instrumento biomédico utilizado por profissionais da área da saúde com a finalidade de identificar os sons internos do corpo para avaliação do paciente, sendo de suma importância para o diagnóstico clínico preliminar de algumas doenças. O estetoscópio acústico tradicional apresenta algumas limitações, tais como: impossibilidade de gravação sonora, ausência de medição da frequência cardíaca e dificuldade no compartilhamento de ausculta. Estes problemas podem ser facilmente resolvidos através de um estetoscópio eletrônico. Ambos possuem a função básica de analisar sons captados em diferentes regiões do corpo [1], auxiliando a avaliação médica. No entanto, o estetoscópio eletrônico possui vantagens significativas, como: melhor qualidade da ausculta, amplificação ajustável, conexão direta em caixas de som amplificadas, assim como armazenamento e gerenciamento dos dados obtidos. Adicionalmente, ainda é possível obter gráficos em tempo real, medir a frequência cardíaca e compartilhar os resultados com outros profissionais [2], resultando em um diagnóstico mais preciso e detalhado. Deste modo, este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um estetoscópio eletrônico, que tenha a capacidade de realizar a ausculta, principalmente do som cardíaco, via processamento digital, utilizando materiais de baixo custo através de uma interface acessível e amigável.

Materiais e Métodos: O protótipo desenvolvido é constituído, basicamente, por um sensor de som de baixo custo e um notebook, onde o processamento digital de ausculta é realizado. O sensor de som é formado por um microfone envolto em uma concha de borracha e uma espuma acústica com função de atenuar os ruídos externos do ambiente. O som captado pelo sensor é enviado à placa de áudio de um notebook para aquisição dos dados. Os dados adquiridos pelo sistema são processados em tempo real através de uma estrutura desenvolvida no software Matlab/Simulink®. Na estrutura desenvolvida, os sons são obtidos numa frequência de 8000 amostras por segundo, taxa suficiente para visualizar as variáveis de interesse com boa resolução. Após a aquisição do sinal de áudio, um filtro passa-baixa é utilizado para filtrar ruídos de alta frequência captados pelo microfone, de modo a salientar os sons de baixa frequência emitidos pelo coração. Após este primeiro estágio, um sistema de detecção de envoltória da onda sonora é implementado por meio de filtros passa-baixas adicionais. Assim, com a detecção desta envoltória, um sistema de contagem de períodos é implementado e, consequentemente, a atualização da frequência cardíaca em BPM (batimentos por minuto) é realizada.

Resultados: Os seguintes resultados parciais foram obtidos: i) Traçado do gráfico dos sons internos do corpo em tempo real; ii) Medição da frequência cardíaca em tempo real; iii) Realização de ausculta por meio de caixas de som e fones de ouvido; e iv) Gravação do arquivo de áudio para fins de gerenciamento e exportação de dados. Até o momento, os resultados i), iii) e iv) foram realizados com sucesso, no entanto o resultado iii) ainda deve ser melhorado, pois ainda existem transientes indesejados na medição da frequência cardíaca quando o estetoscópio é levemente movimentado.

Conclusões: Este resumo apresentou a descrição de um estetoscópio eletrônico de baixo custo conectado a um notebook. Com o sistema proposto é possível: realizar a ausculta em tempo real, gerenciar e compartilhar os dados adquiridos e medir a frequência cardíaca. Este instrumento biomédico tem a potencialidade de servir como uma plataforma de baixo custo para atividades de ensino, pesquisa e aplicação clínica. Os próximos passos do trabalho serão: melhorar a estabilidade da medição de frequência cardíaca e o desenvolvimento de um aplicativo executável acessível para os profissionais da área da saúde.

Referências: [1] Kaniusas, E. Acoustical Signals of Biomechanical Systems: Chapter 1. Biomechanics Systems Technology, Singapura, World Scientific, 2009. [2] Santos, F., Tambosi, G. Estetoscópio eletrônico microcontrolado. 2013. 109 f. Trabalho de conclusão de curso – Departamento Acadêmico de Eletrônica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2013.

ABSTRACT. Introduction: The use of natural latex membrane extracted from the rubber tree Hevea brasiliensis, has shown promising results for tissue regeneration, it was observed that has the ability to promote neo-angiogenesis, cell adhesion and extracellular matrix formation. The latex membrane has advantages in its use as tissue renewal agent, low cost and easy handling. The aim of this study was to evaluate the mechanical properties and bone mineral density after treatment with natural latex membrane in bone defects created in the tibia of rats. Materials and Methods: We used 15 male rats, Rattus norvegicus albinos race, Wistar variety, with an average weight of 300g. A bone defect 2 mm in diameter was made in the medial region of the left tibia of each animal. The animals were divided into two groups: C: Animals no specific treatment (n = 7) and L: Animals were treated with latex membrane (n = 8). A latex membrane was placed over the bone defect during surgery in the animals of group L. After 4 weeks, the animals were euthanized and the left tibiae were removed for mechanical and densitometric analysis. The deflection test at three points was performed in Universal Testing Machine. The rate of application of force used was 1 mm / min. The application of force was in the posterior-anterior direction of the tibia. Measurements of bone mineral density were performed on the bone defect region. Results: The mean of the maximum strength of the C group was 54.69 ± 13.62 and 59.42 ± 12.15 L group. In the comparison between the groups was not found statistically significant. Relative to the average stiffness of Group C was 127.74 ± 24.17 and 102.62 ± group L 19,66, the comparison between the two groups was found that the group treated with latex membrane was higher with statistically significant difference (p <0.05). Group C BMD The mean was 0.135 ± 0.017 and L group doi 0.119 ± 0.020. The comparison between the groups showed no statistically significant difference. Conclusions In addition to being used as a promoter of neovascularization, latex membrane functions as occlusive barrier at the site of injury by preventing local invasion by connective and epithelial tissues, allowing the formation of osteogenic tissue is optimized [2]. In this study it was observed that the latex membrane can improve the rigidity of rats after tibia bone defect. According Ruppel et al. 2008, fabrics with higher mineralization rate provides more rigid [3]. From this statement, it is suggested that the increase in stiffness of tibias treated with latex membrane, may be related to an increase in tissue mineralization rate, but further analysis is needed

ABSTRACT. Sleep bruxism (SB) is an involuntary trigeminal motor activity with stereotyped movement of the mandible during sleep. Associated with diverse physiological occurrences such as cortical, muscular and visceral (autonomous nervous system), SB has been an exhaustive research topic for at least 40 years. It has not reached the completion of its etiology. Until now, there is no answer concerning its triggering, or what is the most appropriate therapy or what may soften its sequel, if installed. The hypothesis that has been put forward is of an expression of physiological process of stress relief. Recent articles consider this phenomenon as a physiological state to a pathological condition, varying its intensity. In order to facilitate its monitoring and to simplify diagnosis, a disposable device was developed with electromyography electrodes that captures the muscle activity and thus quantifies and indicates the presence or absence of bruxism during sleep. The aim of this study is to conduct an analysis of the use of a disposable device for electromyography SB diagnosis, considering the distinct experiences and assessments of researchers. Another objective is to present our clinical experience with eight subjects who used this device during sleep to complement the diagnosis of SB, noting its advantages, disadvantages and limitations when applied in clinical and research field. This device can be considered an examination aid for the dental surgeon, although not considered a gold standard device.

ABSTRACT. Este artigo apresenta uma técnica de compressão de sinais de eletromiografia de superfície em protocolo experimental dinâmico. O algoritmo é baseado em transformada de wavelets e na alocação adaptativa de bits para a quantização dos coeficientes transformados que são agrupados em sub-bandas. Na alocação dinâmica de bits é proposto um perfil espectral de alocação que ajusta uma curva logarítmica de acordo com a energia das sub-bandas. Busca-se a maneira mais eficiente de segmentar o espectro em sub-bandas. Os resultados simulados com sinais reais demostram que os procedimentos propostos fornecem uma boa relação objetiva entre fator de compressão e qualidade de sinal reconstruído.

ABSTRACT. Due to limitations of the goniometer device in the evaluation of patients with rheumatoid arthritis, it is necessary to research alternative methods to evaluate patients in such a way that does not offer difficulties for experts and troublesome to patients. In this work, it is presented a software to assess the patients with rheumatoid arthrists using the motion sensor Leap Motion tocapture hand poses of the patients. Using this software, it is possible to calculate 12 amplitudes in both hands and savingthe results in a spreadsheet file. In an assessment made by experts through a questionnaire, they qualified the software as capable of assessing patients with rheumatoid arthrists.

ABSTRACT. The objective of this work is to try to develop a dressing for treating wounds using polyvinylpyrrolidone (PPV), a biocompatible polymer, and extract of leaves of Aloe Vera. The solution was prepared using 0.4 g of PPV in 10 ml of ethanol, with the addition of Aloe Vera extracts. The samples were synthesized by electrospinning technique. Images of scanning electron microscopy (SEM) of the samples were performed with the intention of studying the morphology. The images of SEM analysis showed that increasing mass crushed of Aloe Vera in the polymer solution tends to contribute to uniform distribution of thickness of the fibers and also to increase the diameter of the fibers.

ABSTRACT. O presente artigo analisa a eficácia de dois algoritmos de super-resolução multiframe no domínio da frequência quando aplicados a imagens reais de ressonância magnética (RM), além de fazer uma breve comparação entre eles. Foram geradas quatro imagens no scanner de magneto-ressonância do Centro de Tecnologia e Pesquisa em Magneto-Ressonância (CTPMAG) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e a elas foram aplicados os métodos de registro supracitados assim como um algoritmo de reconstrução com estrutura adaptativa de convolução normalizada. O algoritmo proposto por Vandewalle et al. apresentou melhores valores de relação sinal-ruído de pico (PSNR), relação sinal-ruído (SNR) e índice de similaridade estrutural (SSIM) do que o método descrito por Marcel et al. Foi alcançada uma melhora próxima de 4dB e 1dB na SNR das imagens estimadas pelos respectivos algoritmos e imagens geradas por interpolação.

ABSTRACT. Na ultrassonografia de pulmão normal, a presença de ar no parênquima reflete quase todo o sinal de ultrassom, gerando artefatos nas imagens, denominados linhas-A. No entanto, alterações fisiológicas que reduzam o espaço aerado permitem a propagação do sinal e o aparecimento do artefato hiperecóico conhecido como linha-B. Este trabalho propõe um modelo simples de phantom de parede torácica, a base de PVCP e esponja comercial de poliuretano, que permita explorar a origem das linhas-A e linhas-B. Para tal, foram simulados diferentes estágios de edema pulmonar a partir da introdução progressiva de líquido no phantom. O padrão de imagem obtido foi satisfatório e semelhante aos de casos clínicos. Desta forma, esse estudo preliminar colabora com um primeiro passo rumo ao entendimento do comportamento das alterações fisiologias da mecânica pulmonar via exame de ultrassom.

ABSTRACT. O presente trabalho teve como objetivo construir uma aplicação em Geant4 que simule uma Tomografia Computadorizada por Feixe de Prótons (pCT), com o mesmo design do protótipo de pCT do Loma Linda University Medical Center (LLMC) e realizar a reconstrução de imagem a partir dos dados simulados. Para isso, foi construído um conjunto de classes no Geant4 9.06.p03 contendo as especificações do feixe de prótons, dos detectores, do phantom e do calorímetro. O espectro dos prótons incidentes foi definido como monoenergético, com energia cinética inicial de 200MeV e em Pencil Beam, de forma a cobrir toda a área do corte do objeto a ser imageado, sendo o comprimento da linha de irradiação de 230mm. Foram construídos quatro detectores, dois foram posicionados na saída do feixe e dois atrás do phantom. O phantom é composto por um paralelepípedo de água com dois objetos de contraste (osso compacto) em seu interior com geometrias distintas. A aplicação desenvolvida no Geant4 foi definida de forma a gerar um arquivo de saída para cada um dos 4 detectores e um outro arquivo de saída para o calorímetro. O arquivo de saída dos detectores possui a identificação dos 20.000 prótons e a posição que cada próton passou nas coordenadas x, y e z do dado detector, para cada ângulo de incidência estudado. Por fim, foi realizada a reconstrução da imagem do phantom simulado utilizando a Transformada Inversa de Radon do MatLab.

ABSTRACT. On postoperative recovery of reconstructive surgery of ligament of the knee, when doctor and patient work together for treatment success, one of the biggest problems is to know when to liberate the patient to more complicated physical activities, especially to drive vehicles. The decision of the ideal time to allow the patients return to driving vehicles is worrying because the wrong decision may subject the patient to risk of failure of surgical treatment and subject the doctor to legal undesirable ramifications. The present study aims the construction of a prototype capable of evaluating the ability of a patient in a post-surgical rehabilitation drive properly, without endanger his own or the other drivers lives. A mechanical Simulator system that emulates a driver’s compartment was built and a sensor system with embedded electronics implemented to measure strength and reaction times. The technical results of the proposed system demonstrated functionality and fulfilled all the physician requirements. The physician will carry out the clinical research.

ABSTRACT. A complexidade da gestão de ativos e do controle de fluxo de processos por parte dos Engenheiros Clínicos cresceu nos últimos anos com o aumento das tecnologias presentes dentro dos hospitais e clínicas. Por este motivo, sistemas de localização de ativos se tornaram ferramentas muito úteis nesta área. Os dispositivos denominados beacons estão sendo cada vez mais utilizados, pois são pequenos emissores de sinais Bluetooth de baixa energia. Estes sinais podem ser detectados e mensurados, fazendo dos beacons pequenos identificadores de posição. Com isso, o objetivo deste estudo é apresentar a topologia de um sistema de detecção de dispositivos utilizando tecnologia Bluetooth e retransmitir os dados coletados via rede Wi-Fi. O detector conta com um módulo Bluetooth de Baixa Energia modelo HM-10 para fazer a detecção dos beacons e um módulo Wi-Fi ESP-01 para retransmitir os dados para um servidor com o uso do protocolo Message Queue Telemetry Transport (MQTT), ambos conectados a um Arduino Mega, responsável por fazer a troca de sinais entre os módulos. Este sistema conseguiu detectar os beacons próximos e enviar os dados para um servidor de testes onde foi possível visualizar os dados em um computador sem estar na mesma rede.

ABSTRACT. O AVC isquêmico representa 80% de todos AVCs. Um diagnóstico rápido e em estágio inicial dessa patologia é importante para o tratamento adequado dos pacientes, quando o fluxo sanguíneo é restaurado rápido o suficiente para a área do AVCi agudo/subagudo, o tecido afetado pela isquemia pode se recuperar. Este trabalho apresenta um novo algoritmo de detecção da provável área de AVCi agudo/subagudo, visando auxiliar o diagnóstico, apresentando um algoritmo rápido e de baixo custo computacional. São utilizados no processamento métodos baseados em limiarização simples, baseados na posição ventricular cerebral para sinalização em verde da área do provável AVCi agudo/subagudo, para facilitar a sua detecção pelos profissionais da saúde. A eficiência ou acurácia obtida com esse algoritmo foi de 86,4%, a sensibilidade de 80% e a especificidade de 86,6%.

ABSTRACT. Compressive sensing (CS) techniques based on prefiltering in the k-space domain improve reconstruction times and objective image quality in magnetic resonance (MR) imaging, when compared to more standard CS approaches. In this paper, we first evaluate the use of a set of filters for k-space prefiltering that is more complex than the ones found in the literature, in order to further improve image quality at the cost of increases in computational complexity. In doing so, we use parallel implementations of the required optimization procedures to reduce the computation times. We also perform a systematic evaluation of the reduction of reconstruction times by using graphic processing units (GPUs) under different conditions, including single- versus double-precision and different image sizes. Our results suggest that for 512x512 MR images, the evaluated filters can lead to a 1.9 dB increase in signal-to-error ratio, at the initial cost of an increase in reconstruction times up to 59 %. However, the reconstruction times can then be reduced up to 82.5 % by using our GPU implementations.

ABSTRACT. AC Biosusceptometry (ACB) allows image acquisition of magnetic tracers and nanoparticles on the gastrointestinal tract of small animals on several physiological conditions. The aim of this paper was to detect magnetic nanoparticles (MNPs) concentrated on murine sarcoma in Wistar rats. After the intraperitoneal implantation of the sarcoma, 0.9 ml of ferrite MNPs covered with citrate (46 mg/l, mean diameter of 13 mm and magnetization saturation of emu/cm³) was administrated locally. Two hours later, the animal was killed and the tumor resected for analysis. The imaging procedure consisted of scanning a 10 x 10 cm2 area with a single channel ACB, followed by image enhancement and restoration. With this biomagnetic system it was possible to determine the MNPs high concentration areas that corresponded to the exact position of the tumor.

ABSTRACT. Focal cortical dysplasia (FCD) is one of the main causes of refractory epilepsy. There is no self-sufficient method in order to evidence the presence and location of FCD, making complete diagnosis very difficult. Although some studies have addressed FCD identification, image texture is poorly explored. This study aims to identify FCD tissue using image texture features and cortical thickness in cortical structures through the use of machine learning algorithms. This study evaluated pre and post-surgical magnetic resonance images (MRI) of epilepsy patients in order to test data mining classifiers and their ability to identify dysplasia using texture features and cortical thickness. High precision and recall scores suggests the capabilities of proposed methodology in identifying FCD tissue. This software system showed efficiency to be used as follow up evaluation.

ABSTRACT. Diamond-like carbon (DLC) films are of great interest in the scientific and technological development by presenting properties such as low coefficient of friction, high hardness, chemical stability, high adhesion to metal surfaces and biocompatibility. The insertion of titanium dioxide nanoparticles in the film aims to improve biocompatibility. I order to assist in the osseointegration process, the aim of this study was to compare two different techniques for obtaining hydroxyapatite on the surface of the films. For this, biomimetic method and electrodeposition were used. Raman scattering spectroscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction characterize the samples. The results showed that there were differences in the morphology of formation of hydroxyapatite crystals and their relationships of calcium and phosphorus. It follows that the DLC films are bioactive and are presented as an alternative for use in the coating of metal prostheses and medical implants seeking improved bone regeneration.

ABSTRACT. Neste trabalho busca-se analisar a interação entre células do tecido ósseo e amostras de vidros biocompatíveis de diferentes composições. Para isso foi realizado um teste de citotoxicidade direta. Foram utilizadas células da linhagem MC3T3-E1, que se comportam como precursoras de osteoblastos. Os materiais utilizados neste trabalho foram os vidros biocompatíveis, obtidos pelo método de fusão. Foram testadas duas composições (variação na razão Ca2+/Na1+) de vidros biocompatíveis puros (BG1 e BG2), que foram dopados com ferro, com ferro+gadolínio e com ferro+gadolínio+itérbio, totalizando oito composições disponíveis para teste, a partir das quais foram confeccionadas amostras no formato de pastilhas cilíndricas por prensagem uniaxial do pó do material, com 8 pastilhas para cada grupo experimental.  Para determinar a citotoxicidade direta das amostras foram feitas análises qualitativas, com a observação da morfologia celular com microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura.

ABSTRACT. O principal objetivo do exame mamográfico é facilitar a detecção precoce do câncer de mama. A versão convencional de sistemas mamográficos vem sendo substituída pela versão digital que possui, entre outras vantagens, a de possibilitar a utilização de ferramentas computacionais de auxílio ao diagnóstico na imagem gerada. Uma das características importantes para a qualidade das imagens é a uniformidade espacial da sensitividade do detector. A não uniformidade pode degradar a efetiva interpretação da imagem, muitas vezes pela criação de padrões que não correspondem aos tecidos da região do corpo radiografado. Enquanto as características dos sistemas asseguram que essas variações sejam temporariamente estáveis, muitos sistemas necessitam de calibrações periódicas da sensitividade dos detectores, para eliminar os “ruídos estruturais fixados”. O presente trabalho propõe o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para auxiliar na avaliação da qualidade dos detectores de mamografia digital, em conjunto com outros parâmetros já estabelecidos para avaliação de imagens de radiologia digital (NPS, MTF e DQE). Essa ferramenta possibilita realizar a análise da uniformidade dos detectores, como recomendado pelo European guidelines for quality assurance in breast cancer screening and diagnosis e se mostrou simples e eficiente na avaliação da qualidade dos detectores.

ABSTRACT. This study evaluated the effect of ozonated water (O3) in disinfection of frog skin (Rana catesbeiana) used as therapeutic healing skin wounds membranes. Standardized samples of frog skin (1cm2) were analyzed when microbial contamination and histological characteristics before and after different treatments: G1: sterile saline solution, G2-antibiotics (AB): penicillin, streptomycin, gentamicin; G3-O3/5 min; G4-O3/10 min; G5-O3/12 min; G6-O3/15 min; G7-O3/20 min. The values of microbiological log reduction were submitted to ANOVA and Tukey test. The ozonated water (O3) with different times promoted effective microbiological reduction (p<0.001); in O3 the increased of time lead to significant increase of decontamination (p< 0.001); AB e O3/20min promoted higher values of microbiological reduction (p<0.001), there is no significant difference between them (p>0.001). The AB and ozone promoted not histological changes in frog skins. Ozone was an effective method for disinfection of the frog skin, enabling your future use as alternative method to antibiotics as treatment of healing membranes for clinical use as therapy in cutaneous wounds.

ABSTRACT. Falls in elderly shall be considered as a severe public health problem. Beyond all physical consequences caused by fall-related injuries, the fear of falling reduces elderly quality of life. Trying to minimize this issue, wearable devices have been developed in order to detect fall events, alerting family and emergency medical services. However, few devices have been studied to be located on user wrist, since a high complexity fall detection algorithm is required. Considering the wrist as a more usable location for wearable devices, and identifying smartwatches as a technological trend, this work discuss, develops and evaluates a method for fall detection with a wrist motion based device.

ABSTRACT. O câncer de pulmão ou neoplasia maligna do pulmão é um dos tipos mais graves e frequentes de câncer, sendo uma das neoplasias que mais mata em todo o mundo. A investigação diagnóstica dos nódulos pulmonares começa com o achado da imagem na radiografia simples de tórax. A partir daí, outros exames se fazem necessários, como Tomografia Computadorizada de Tórax, Broncoscopia com biópsia quando possível, Ressonância Nuclear Magnética, entre outros. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é analisar nódulos pulmonares em Tomografias Computadorizadas de Tórax para tentar diferenciar um tumor maligno de um benigno, baseado apenas na dimensão fractal (Box Counting) do nódulo. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que tal método teve um índice de acerto de 85,29%, podendo assim ser muito útil para distinguir nódulos de forma rápida e não invasiva, e deste modo, auxiliar os profissionais da área de saúde no diagnóstico final da doença.

ABSTRACT. Recent years have seen an explosion in the number of connected devices, which are becoming more and more autonomous, the so called Internet of Things (IoT). IoT is a pervasive computing paradigm with many biomedical devices, named objects, that are able to interact with each other and collaborate in order to achieve a common objective (diagnosis, treatment, monitoring, patient rehabilitation). In this scenario the concept of Internet of Medical Things (IoMT) is introduced, as well the challenges to develop trustworthiness networks to exchange data in a biomedical environment. In this early work we propose a model to introduce trustworthiness for IoMT networks, based on social relationships and priority criteria. The trust management protocol is event driven, based on social interaction when objects need to establish a connection to exchange services. The trust information is computed using parameters related to social concepts and biomedical importance, and it is based on a social networks approach to improve the relationships balance in the network. We analyze the effect of the trust protocol on the establishment of relationships among the objects and demonstrate its effectiveness simulating an IoMT scenario, with improvements when analyzing the relationships data and services exchanges. The trust index demonstrated is usefulness to balance the connections among the objects, improving the IoMT network lifetime facing malicious attacks.

ABSTRACT. O objetivo deste trabalho é apresentar uma instrumentação (harware e software) para a avaliação da Eletromiografia de Superfície (S-EMG) em tempo real, juntamente com técnicas atuais de processamento de sinais utilizados na caracterização da fadiga muscular. Serão apresentadas técnicas de processamento no domínio do tempo e no domínio das tranformadas de Fourrier e Wavelets. Os índices de fadiga apresentados forão dois padrões ouro o RMS (root mean square) e MDF (median frequency) e um novo índice no domínio Wavelet denominado SWW (scale weighted Wavelet). Além dos indicadores são apresentadas formulações matemáticas (versões acumulativas) que tem o intuito de aprimorar a discriminação da fadiga ao longo do exercício. A instrumentação foi divida em, um hardware embarcado responsável por realizar a aquisição, digitalização, empacotamento e transmissão do sinal, e um ferramenta para PC (Personal Computer) desenvolvida em Labview. Cujo o objetivo é realizar a decodificação, processamento e apresentação do sinal S-EMG e os indicadores de fadiga analizados neste trabalho. Por fim uma avaliação dos resultados aqui obtidos, com trabalhos nesta linha de estudo.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo para monitoramento de sinais fisiológicos de Eletrocardiograma (ECG) e temperatura, utilizando dispositivos móveis. A proposta do protótipo foi desenvolver um equipamento de aquisição dos sinais de ECG completo com as 12 derivações, além da temperatura corporal, e utilizar a comunicação Bluetooth para enviar estes sinais ao dispositivo móvel. Como componente front-end para medida dos sinais de ECG, foi utilizado o ADS1298 da Texas Instruments (TI) que é um conversor analógico/digital (ADC) de 24 bits com 8 canais especialmente desenvolvido para medidas de biopotenciais. Para aquisição do sinal de temperatura, foi utilizado o ADC de 12 bits integrado ao microcontrolador MSP430BT5190. A comunicação Bluetooth do protótipo com o dispositivo móvel foi realizada através do módulo HC05. O aplicativo do dispositivo móvel foi desenvolvido para o sistema operacional Android e além de receber os dados, faz o armazenamento e a visualização em gráficos dos sinais de ECG e temperatura. O protótipo foi testado utilizando um simulador de ECG da Bio-Tek e os resultados obtidos foram adequados para o propósito.

ABSTRACT. É apresentado neste trabalho a implementação de um protótipo automatizado de baixo custo com plataforma de código aberto que simula sinais materno fetal permitindo a realização de testes qualitativos e quantitativos referente aos parâmetros medidos pelos mini-dopplers, monitores e detectores fetais. A finalidade é garantir a utilização destes equipamentos de forma segura e efetiva contribuindo no diagnóstico das patologias materno fetais em ambientes hospitalares e acadêmicos. Todas as etapas da construção do simulador foram medidas através de equipamentos calibrados, tendo por vista a qualificação deste procedimento e de desempenho dos monitores materno fetais.

ABSTRACT. In recent years the diagnosis of Parkinson's disease has advanced thanks to investments in research and the development of computational devices. Computing researchers are expanding their knowledge about the disease, influenced by increasingly accurate information, ranging from the monitoring of gestures, voice disorders to identify genetic changes. Through gait evaluation techniques it is possible to study deficiencies in the march with the disease. This article aims to evaluate the application of prediction algorithms in data classification on the human gait in patients with Parkinson's disease and healthy, from data obtained in an open base. From an analysis of the literature, we applied some of the main prediction algorithms available in machine learning area.

ABSTRACT. Clara Sant’Anna* e Alysson R. Carvalho*

* Programa de Engenharia Biomédica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, RJ, Brasil e-mail: clara.santanna@yahoo.com.br

Introdução: A Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) é caracterizada por insuficiência respiratória aguda, dano da membrana alvéolo-capilar, infiltrado pulmonar difuso e bilateral e edema [1]. Estudos recentes reportaram que manobras de recrutamento alveolar, frequentemente realizadas em pacientes com SDRA, podem favorecer a ocorrência de lesão pulmonar associada à ventilacao (VALI) como consequência da hiperdistenção alveolar gerada por altas pressões transpulmonares em pulmões com baixo potencial de recrutamento [3]. Por meio da utilização da tomografia computadorizada relacionou-se a baixa capacidade de recrutamento com o padrão de deaeração em pacientes com SDRA [4]. Contudo, nem todos os pacientes com SDRA realizam exames de imagem, em especial à tomografia computadorizada, pela dificuldade de transporte ao serviço de radiologia e exposição à radiação, tornando a avaliação do potencial de recrutabilidade pulmonar inviável na rotina clínica [5]. Dessa forma, a estimativa do grau de colapso pulmonar a partir de parâmetros facilmente obtidos à beira de leito parece ser de interesse para estratificação de doentes críticos que possam se beneficiar de estratégias de recrutamento pulmonar [6]. O objetivo principal deste estudo é avaliar a possível associação entre parâmetros clínicos de beira de leito e a quantidade de áreas não aeradas em imagens de tomografia computadorizada em pacientes com SDRA.

Materiais e Métodos: Este é um estudo retrospectivo do tipo coorte sem grupo controle que avaliou imagens de tomografia computadorizada de vinte pacientes com SDRA internados na Unidade de Terapia Intensiva do Hopital da Pontíficia Universidade Católica de Santiago, Chile, no periodo de 2013 a 2015. As imagens foram segmentadas para a avaliação do parênquima pulmonar e as áreas não aeradas foram definidas como os voxels com densidades entre -500 e +100 HU. Todas as imagens foram inicialmente adquiridas em pausa expiratória com pressão positiva nas vias aereas (PEEP) de 5 cmH2O, volume corrente de 6 ml/Kg e, em seguida, em pressão contínua de vias aereas ajustada em 45 cmH2O, sempre com uma fração inspirada de oxigênio (FiO2) de 100%. A relação entre a pressão arterial de oxigênio e a FiO2 (PaO2/FIO2) e a elastância do sistema respiratorio (Ers), medidos na PEEP de 5 cmH2O, foram utilizadas como preditores independentes para estimação da massa de tecido não aerado normalizado pela massa pulmonar total (%Massa) a partir de um modelo de regressão linear múltipla com parâmetros estimados pelo método dos mínimos quadrados sendo considerado estatistamente significativo valores de p < 0,05.

Resultados: Inicialmente avaliamos um modelo de regressão com %Massa como a variável dependente, PaO2/FiO2 e Ers como variáveis independentes obtendo uma significativa estimação do %Massa (R²=0.49, p=0.001). Considerando apenas os pacientes com SDRA moderada e grave de acordo com a definição do consenso Berlin (PaO2/FiO2<200 mmHg) o modelo apresentou melhor desempenho (R²=0.58, p=0.005) possivelmente por considerar apenas pacientes com mais hipoxemia refratária. Apesar de promissor, novos modelos deverão ser testados com a inclusão de novas variáveis preditoras tais como a saturação de pulso arterial de oxigênio deverão ainda ser testados.

Conclusões: Há uma significativa associação entre a PaO2/FiO2 e a Ers com a massa não aeradas de pulmão, entretanto estes parâmetros preveêm as áreas não aeradas em apenas 58% das casos. O próximos passos do projeto é entender as limitações dos modelos testados até o momento, assim como modificá-lo para aumentar a sua capacidade de predição.

Referências: [1] Piantadosi, C. A., & Schwartz, D. A. (2004). The acute respiratory distress syndrome, In: Annals of internal medicine, 141(6), 460-470. [2] Puybasset, L., & Rouby, J. J. (2001). Computed tomography assessment of positive end-expiratory pressure-induced alveolar recruitment in patients with acute respiratory distress syndrome. In: American journal of respiratory and critical care medicine, 163(6), 1444-1450. [3] Constantin, J. M.,et al (2010). Lung morphology predicts response to recruitment maneuver in patients with acute respiratory distress syndrome. In: Critical care medicine, 38(4), 1108-1117. [4] Chiumello, D., et al (2013). Clinical review: Lung imaging in acute respiratory distress syndrome patients-an update. In: Crit Care, 17(6), 243. [5] Sinha, P., el al (2009). Ventilatory ratio: a simple bedside measure of ventilation. In: British journal of anaesthesia, 102(5), 692-697.

Palavras-chave: recrutabilidade, modelo preditivo, SARA, lesão, beira de leito.

Agência Financiadora: CAPES, CNPq e FAPERJ.

ABSTRACT. The dynamic ECG or Holter monitoring is intended to measure the electrical activity of the heart muscle during daily activities of the patient, and has great importance in detecting occasional arrhythmias. An acquisition and storage system of the electrical activity of the heart muscle was developed using open technology platforms and low cost electronic components . The acquisition circuit showed good results with low noise and interference. It was possible to acquire all of the major components of a wave of ECG. It was possible to sample the signal and store it on an SD card through the use of Arduino® platform. The device is powered by batteries and has reduced dimensions, being possible to take it on the body during the acquisition of electrocardiographic signal.

ABSTRACT. Current treatments for chronic non-healing wounds involve dressings helping restore the damaged tissue. They attempt to prevent microbial infiltration while maintaining a balanced environment of gas exchange and moisture. These palliative measurements are not always sufficient and frequently, many treatments should be combined to provide the minimal healing conditions. As a result, delayed and incomplete healing process is often observed under these dicey conditions, exposing patients to higher risks of infection. Chronic wounds are characterized by persistent inflammatory processes, condition in which the physiological healing mechanisms are interrupted. Under these circumstances, bacterial infections are prone to become persistent, usually isolating from the immune system in the form of a biofilm. To prevent these drawbacks, biological active scaffolds are an alternative to conventional healing dressings. Their goal is to mimic the extracellular matrix around the tissue of interest, promoting thus, cell proliferation and natural extracellular matrix deposition. According to recent publications, there is no dressing capable of effectively healing chronic wounds while tackling infections [1]. In this work, we propose an electrospun healing dressing that enables controlled release of tissue healing factors, and when needed, antibiotics. Complex-B vitamins, known for improving tissue healing conditions [2], were encapsulated inside liposomes and recovered with different polymers to tailor vitamin release rate. Bacterial drug-resistance adaptation is a well-known problematic mostly attributed to the indiscriminate use of antibiotics, self-medication and slow or imprecise diagnosis. In this context, we envisaged to attain intelligent antibiotic liberation by employing a similar strategy. In this case antibiotic-filled liposomes were recovered with bacterial degradable polymers, so it can only be released when in presence of bacterial infection.

ABSTRACT. Brain-computer interfaces (BCI) based on motor imagination (MI) are those able to acquire brain signals from the user and use them as input data, process and classify them according to a specific intent of this user, in order to control an external device. The aim of this study was to analyze and test which extracted signal feature would generate the largest success rate using a linear discriminant analysis (LDA) classifier in a BCI based on MI, using the electroencephalography(EEG) technique. Six combinations of attributes were considered, involving different frequency bands and selection of electrodes. The frequency bands tested were from 8 to 12 Hz (μ band,) from 15 to 30 Hz (β band), and the composition of these two bands (μ and β). The tested electrode combinations were: 8 electrodes (all) or only C3 and C4. The feature vectors were extracted from the Fourier transform (FT) of the EEG signals obtained from the right (MD) and left (ME) hand MI. Three volunteers participated in the study. Classification rates obtained using features from all electrodes were larger than the ones obtained with only C3 and C4. Also, attributes extracted from the β band had better performance than the ones extracted from the µ band. Finally, the best classification rate, of (66 ± 3)%, was obtained with the feature set that considered all electrodes and both frequency bands (µ and β). In the future, we intend to increase the number of subjects and train them in the MI tasks before acquisition, and also increase the number of samples per acquisition, in order to improve the classification rates.

ABSTRACT. The electrodes applied to the surface electromyography ( SEMG ) have features to explore important physiological aspects of the muscular system. However, there is a predominance of imported equipment and electrodes of SEMG in national research centers, leading to bureaucratic consequences and time losses in the works. Another aspect also relevant corresponds to little flexibility in customizing electrodes for research. In this context, this present paper shows a methodology to building a linear array electrode by rapid prototyping technologies. The statistical results by Bland-Altman showed concordance between the electrodes (commercial and proposed) for classical SEMG parameters.

ABSTRACT. Venous ulcers constitutes a public health problem in Brazil and worldwide, due to the rate of up to 3% of the population have this injury. It forms because of chronic venous insufficiency, which will lead to venous hypertension frame, resulting in tissue damage and appearance of the ulcer. This pathological condition may be aggravated by hyperhomocysteinemia. This study aimed to prepare a hydrogel and self-sustaining film based on alginate with B vitamins (pyridoxine, folate and cobalamin) for direct application to ulcers. These vitamins act on the ulcerated area decreasing levels of homocysteine and thereby accelerating healing. Also release kinetics tests were conducted which showed that the hydrogel in question has adequate release of vitamins, showing satisfactory results in the treatment of many patients. Thus, these delivery systems constitute an innovative alternative in the treatment of venous ulcers.

ABSTRACT. A pupilometria dinâmica se caracteriza por um exame não invasivo que analisa a resposta pupilar a um estímulo luminoso, e tem como principal intuito avaliar o sistema nervoso autônomo de forma não invasiva, que oportuniza a detecção precoce de doenças crônicas. A ideia principal da pupilometria é identificar e avaliar parâmetros objetivos e de natureza fisiológica, que possuam capacidade de quantificação de doenças, e assim possam servir como novos biomarcadores para identificação de problemas de cunho biológico. A ferramenta que exerce a medição da dinâmica da pupila é conhecida como pupilômetro. O objetivo deste trabalho foi verificar a confiabilidade de aquisição de dados de um sistema desenvolvido para aquisição de imagens pupilométricas. O algoritmo de processamento e aquisição de imagens apresentou uma perda média de 4,28 quadros de um total de 90 quadros adquiridos e um coeficiente de variação para os dados de verificação da resposta pupilar em média menor que 4%.

ABSTRACT. A obtenção da hidroxiapatita - HA nanoestruturada pode exigir modificações nas técnicas convencionais de síntese a fim de mimetizar estruturalmente as bioapatitas. A técnica de neutralização já vem sendo explorada em função de sua simplicidade e versatilidade, mas sua reprodutibilidade nem sempre é garantida, sugerindo a formação de fases intermediárias precursoras da HA, e algumas vezes outras fases, como o óxido de cálcio, além do alto estado de aglomeração de suas partículas. Diante disso, com intuito de obter pós nanométricos de natureza dispersa e garantir a estabilidade da HA foi adicionado colágeno hidrolisado (4% em massa) ao meio de precipitação, variável ainda pouco explorada em processos de síntese. Os pós obtidos foram caracterizados por DRX, sendo observada a presença da fase pura e aumento da cristalinidade após calcinação a 800oC/3h, ainda verificou-se maior perda de massa para esta HA quando comparada a técnica clássica de precipitação (sem colágeno). Os resultados obtidos indicaram a viabilidade da metodologia para obtenção da HA, confirmando a natureza nanométrica dos pós e estabilidade da fase, logo após a síntese, e também após calcinação. A HA sintetizada apresentou cerca de 95% de densificação, microestrutura que pôde ser comprovada por MEV, além de manter a estabilidade de sua estrutura cristalina, sem a formação de fase secundária, conforme observado por DRX, após sinterização a 1100oC/1h. Desta, forma, conclui-se que a metodologia de síntese, em meio de colágeno, proporcionou a obtenção de pós de HA nanométrica de adequada sinterabilidade e estabilidade, podendo gerar microestruturas densas, mantendo fase única.

ABSTRACT. A cirurgia de mastectomia preservadora de pele e de complexo aréolo-papilar (MPPCAP) tem sua segurança oncológica questionada pelo risco teórico de permanência de tecido fibroglandular mamário (TFG). O objetivo deste artigo é apresentar o desenvolvimento e aplicação de um método para a determinação do volume de TFG remanescente após cirurgia de MPPCAP, a partir de imagens por ressonância magnética ponderadas em T1. O método utilizou técnicas de pré-processamento para realce das imagens, tais como a transformação do histograma por uma função logarítmica e um filtro adaptativo mediana para a redução do ruído impulsivo. Foram utilizadas ferramentas de segmentação semiautomática, baseadas em level set e live wire para delimitação de regiões de não interesse. O método de volumetria do TFG residual foi avaliado para uma amostra de 18 imagens de mamas, que apresentaram alguma quantidade de TFG residual, com volume total extremamente baixo, 1,47 ± 1,69 cm3, o que poderia justificar a segurança oncológica da MPPCAP.

ABSTRACT. O axioma proposto por Edmond Locard enuncia que todo contato deixa uma marca [1], [2], logo, todo crime violento deixará vestígios [3]. Em crimes sexuais os vestígios constituídos por manchas de sêmen podem estar visíveis ou latentes. Quando o vestígio estiver latente é fundamental utilizar métodos de detecção, tal como o emprego de Luz Forense. Entende-se por luz forense o equipamento capaz de radiar luz polarizada em comprimentos de onda específicos, úteis para pesquisa de vestígios latentes em locais de crime [2], [3], [5]. Buscou-se com o presente trabalho avaliar os melhores parâmetros, dentro de uma gama de recursos disponíveis, para o uso da Luz Forense na detecção por fotoluminescência de sêmen. Esta técnica é importante na detecção de substâncias que reagem por fotoluminescência à emissão de radiação em determinados comprimentos de onda [4], [6]. A Polícia Científica do Estado do Paraná possui dois tipos de equipamentos de luz forense. Analisou-se sob quais parâmetros manchas de sêmen reagiriam por fotoluminescência de forma mais visível. Os resultados do experimento foram registrados em fotografias e organizados em uma tabela cruzando parâmetros de operação, cor de filtro polarizador e visualização de vestígios. Foi realizada a título de validação uma aplicação prática em material coletado em local de crime.

ABSTRACT. O presente trabalho objetiva avaliar uma técnica experimental para obter modelos constitutivos de um elastômero de silicone grau médico, utilizado na fabricação de endopróteses das vias aéreas superiores (stents), para serem utilizados em simulações mecânicas com o software de elementos finitos ANSYS. Os resultados finais obtidos nas simulações convergiram para valores reais com diferenças de -20% a +74% do valor experimental dependendo do modelo hiperelástico utilizado.

ABSTRACT. A espectroscopia multi-voxel por ressonância magnética, apesar de ser uma técnica recente, vem sendo bastante utilizada para estudar alterações metabólicas em tumores cerebrais e outras doenças do cérebro em geral. Porém ainda não existem métodos que explorem bem as informações contidas na região da imagem de ressonância magnética de onde o conjunto de espectros foram adquiridos. Conhecer essas informações é importante, pois permite que a quantificação dos metabólitos seja mais precisa. O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia capaz de analisar a região da imagem de ressonância magnética de onde foi coletado o conjunto de espectros, identificando os tipos de tecidos (substância branca, substância cinzenta e fluido cerebrospinal) e/ou estrutura cerebral (hipocampo, corpo caloso, etc.), nele contido e posteriormente, possibilitar a seleção de um subconjunto de espectros de interesse.

ABSTRACT. O referido projeto visa a construção de um dispositivo que realiza captação de eletrocardiograma, utilizando código aberto em linguagem Arduino. O mesmo, tende a ter tamanho reduzido, baixo consumo de energia e um log de captação de dados em Micro Sd, sendo que sua interface de comunicação é feita via conexão usb ou Bluetooth, podendo ser conectado em um computador para efetuar a análise dos dados ou até mesmo em um smartphone para a visualização de um possível prognóstico de deficiência cardíaca. Cabe ressaltar que a montagem deste dispositivo visa um custo ínfimo comparado com produtos que realizam a mesma função. No que concerne ao planejamento do projeto, sua construção e código de programação serão executados ao longo do ano, com o auxílio do Professor orientador Dr. Mirkos Martins, posto que pretende-se finalizar sua montagem com uma case 3D Impresso em nossa instituição, em planejamento totalmente comercial, utilizando equipamentos encontrados em lojas especificas para sua replicação.

ABSTRACT. Telemedicine systems have been applied in the past years in monitoring processes, intervention and diagnostic of healthcare systems, an area that benefits from these remote monitoring systems is the control of pressure ulcers. Nowadays there is no equipment to monitor surface pressure by distance, and send this data to a healthcare professional. Therefore, a development possibility is to build a device that measures the surface pressure and physiological signals, sending this data to a healthcare professional through distance, making a real-time monitoring and preventing diseases. Thereby, was developed a system consisting of an electronic device that connects to the Internet over the concept Internet of things, which features faster data exchange due to the fact to make a direct connection to the equipment without the need of a server. This system monitors the pressure levels in the ischial region, body temperature and heart beating, preventing the onset of ulcers. Tests were conducted in the sensing system that presented less variation, compared with calibrated sensors, showing good stability and reliability in variables reading.

ABSTRACT. It is still controversial on the literature the ultraviolet (UV) radiation effects on the ocular media, but the World Health Organization has established safe limits on the exposure of eyes to UV radiation based on reports in literature. Sunglasses play an important role in providing safety, and their lenses should provide adequate UV filters. Regarding UV protection for ocular media, the resistance-to-irradiance test for sunglasses under many national standards requires irradiating lenses for 50 uninterrupted hours with a 450 W solar simulator. This artificial aging test may provide a corresponding evaluation of exposure to the sun. Calculating the direct and diffuse solar irradiance at a vertical surface and the corresponding radiant exposure for the entire year, we compare the latter with the 50-hour radiant exposure of a 450 W xenon arc lamp from a solar simulator required by national standards. Our calculations indicate that this stress test is ineffective in its present form. We provide evidence of the need to re-evaluate the parameters of the tests to establish appropriate safe limits against UV radiation. This work is potentially significant for scientists and legislators in the field of sunglasses standards to improve the requirements of sunglasses quality and safety.

ABSTRACT. Este trabalho visa desenvolver um protótipo de cadeira de rodas automatizada de baixo custo, com movimentos controlados por comandos de voz e joystick. Sensores e inteligência artificial serão utilizados para analisar o ambiente e decidir o melhor caminho a ser seguido, evitando colisões e desviando de obstáculos, fornecendo maior precisão e segurança ao realizar os movimentos

ABSTRACT. Este artigo busca mostrar um método de localização de equipamentos eletromédicos em uma rede sem fio baseada no padrão IEEE 802.11. O trabalho faz uso de um sistema existente para evidenciar as maneiras de localizar um dispositivo em uma edificação. Ao decorrer do artigo, procura-se mostrar o sistema de localização em funcionamento. Sequencialmente, a partir de uma pesquisa exploratória, faz-se a introdução de um micro controlador com módulo wireless, com a finalidade de apresentar uma solução para localização de equipamentos médicos.

ABSTRACT. Este artigo propõe-se a apresentar o trabalho em andamento sobre o comportamento acústico dos fonemas oclusivos desvozeados do português brasileiro (/p, t, k/), em registros de falas normais e disfarçadas, de corpus composto por gravações de falas normais e disfarçadas de 20 locutores, obtidas do banco de dados do Grupo de Estudos dos Sons da Fala da UTFPR [1]. Espera-se que exista a manutenção dos valores das medidas nos ambientes fonéticos semelhantes, tanto na fala normal como na fala disfarçada, o que levaria ao entendimento de que essas medidas fossem um parâmetro a ser considerado na análise instrumental forense. Além das dificuldades representadas pelas modificações das características do sinal eletrônico [2] e pela variação intrassujeito, existe ainda a possibilidade de que o locutor realize modificação voluntária e consciente de características com o objetivo de ocultação de sua autoria, utilizando-se de disfarce, o que representa um dos fatores que mais prejudica a análise forense [3,4]. Buscou-se, então, por algum parâmetro que fosse de articulação rápida e inconsciente e que estivesse menos sujeito à degradações do sinal. Propõe-se a análise da duração das fases de produção desses fonemas, desenhando uma possível variabilidade intrassujeito para as falas normal e disfarçada. Pretende-se, ainda, verificar se os disfarces modificam tais medidas e se essas modificações apresentam consistência. Finalmente, busca-se saber se essas medidas poderiam ser um parâmetro viável para compor o conjunto de análises realizadas em exames forense.

ABSTRACT. Biomateriais com superfície recoberta por colágeno podem ter condição interfacial e estabilidade melhoradas. O implante torna-se mais osteocondutivo e promove a precipitação de fosfatos de cálcio na superfície. Diante disso, para avaliar a capacidade do colágeno hidrolisado para produção de filmes para recobrimento de biomateriais, foram feitas caracterizações por difração de raios X para analisar a presença de fases cristalinas, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier para analisar os grupamentos químicos, microscopia eletrônica de varredura para avaliar a morfologia e tamanho das partículas, estudo da molhabilidade para avaliar sua hidrofilicidade, e análise termogravimétrica para analisar seu comportamento térmico. Os resultados demonstraram que o colágeno hidrolisado possui natureza amorfa, partículas com morfologia esferoide e distribuição variada de tamanhos, presença de porosidade, sofre desidratação a baixas temperaturas e possui alta hidrofilicidade. Tais resultados mostram que o colágeno hidrolisado pode ser uma boa alternativa para obtenção de filmes e recobrimento, favorecer o processo de reparação tecidual e melhorar a propriedade osteocondutiva do implante.

ABSTRACT. Computer Aided Diagnosis has been developed to increase the reliability of the diagnosis in mammographic exams. In the case of classification of breast masses detected by these systems, the result depends on the success during the data analysis, the acquisition process of digital mammographic image has decisive influence on the accuracy of the results of these schemes. In this work was analyzed if the correction factor for images acquired in the digital mammographic equipment, by adjusting the system characteristic curve using interpolation of points, helps to improve the accuracy of the segmentation of these lesions. The results show that the application of the correction factor increases the contrast in the images and improves the accuracy of the segmentation technique, followed or not by post-processing.

ABSTRACT. Introdução: O desenvolvimento de novos materiais, e a melhoria dos materiais existentes, tem proporcionado grande avanço na performance e durabilidade das próteses ortopédicas. Apesar desta evolução, alguns problemas como a estabilidade química, biocompatibilidade e a osseointegração, ainda apresentam efeitos negativos evidentes em muitos pacientes [1]. Visando melhorar estas propriedades dos dispositivos médicos, este trabalho tem o objetivo de desenvolver um material compósito a base de ZrO2 (Óxido de Zircônio) e PO4-3 (Fostato), pelos processos de Sol-Gel e Hidrotermal, e realizar uma análise comparativa entre os resultados destes dois processos. A aplicação do filme fino de ZrO2 sobre metais e ligas a base de titânio irá proporcionar a estabilidade química necessária ao material de base, evitando a liberação iônica e consequentemente a corrosão em meio corporal. Por sua vez, o PO4-3 irá possibilitar a melhor integração de materiais bioativos como a Hidroxiapativa-HAp (C10(PO4)6(OH)2) sobre a superfície dos dispositivos em contato com os tecidos corporais [2].

Materiais e Métodos: Para a obtenção do material pelos processos Sol-Gel e Hidrotermal, foi preparada uma solução contendo Etileno Glicol (15g), Acetona (5g), Etanol (20g), H2O (10g), H3PO4 (Ácido Fosfórico) (20g) e o material precursor Zr(C6H7O2)4 (Acetilacetonato de Zircônio) (2g). Para a transformação da solução coloidal em gel, o material foi aquecido a 70 °C e mantido sob agitação constante por um período de 2h. Para obtenção do material final, em formato de pó, foram realizados os processos Sol-Gel e o processo Hidrotermal. O processo convencional foi realizado a pressão ambiente, em um ciclo único de aquecimento escalonado de 110 °C (2 h), 450 °C (4 h) e 700 °C (2 h). Para o processo Hidrotermal, a amostra foi aquecida em uma atmosfera pressurizada a 20 bar, com temperatura de 100 °C (1 h), 180 °C (12 h) e 200 °C (30 min). Após a realização do processo Hidrotermal, o material foi submetido a um ciclo de tratamentos térmicos com temperaturas de 400 °C (2 h,) e a 600 °C (2, 4, 8 e 12 h). Para caracterização, as amostras foram analisadas por Difração de Raios-X, espectroscopia na região do infravermelho e por calorimetria diferencial de varredura.

Resultados: A caracterização do material por difração de raios- X indica que a fase obtida contem Zr, P e seus respectivos óxidos, quando obtidos pelo processo de sol-gel. O material obtido pelo processo hidrotermal recém-preparado é amorfo. Este resultado, é atribuído as discordâncias na rede cristalina do material, provocada pela alta pressão a qual o material foi submetido. Com o ciclo de tratamento térmico, há um aumento no grau de cristalinidade, com um difratograma de raios–X próximo ao obtido para o material sintetizado pelo processo sol gel. Para a caracterização completa do material, serão incluídas as analises de espectroscopia na região do infravermelho e a análise térmica associadas aos processos de síntese e de tratamento térmico do material.

Conclusões: Pelos resultados obtidos foi possível produzir um material compósito com ZrO2 (Óxido de Zircônio) e PO4-3 (Fostato) em sua matriz, pelos processos de Sol-Gel e Hidrotermal, que poderá ser utilizado como revestimentos em superfícies de próteses ortopédicas. Este material poderá proporcionar um avanço significativo em relação a estabilidade química e biocompatibilidade dos revestimentos de biomateriais, reduzindo efeitos negativos de corrosão e melhorando a biocompatibilidade destes materiais.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta um ambiente mobile (aplicativo) para auxiliar no atendimento de enfermagem na atenção básica de deficientes auditivos. Ele foi desenvolvido com base no Protocolo de Tratamento da Hipertensão referendado pela Coordenação Nacional de Hipertensão e Diabetes, utilizado como protocolo de tratamento de hipertensão arterial e do diabetes mellitus tipo 2. Todo atendimento de enfermagem deve ser baseado nesse protocolo, por isso não há necessidade de uma base eletrônica de dados com um grande volume de informações organizadas e estruturadas. Esse protocolo possui perguntas que possuem pontuações as quais somadas darão indicativos da urgência ou não do atendimento. O aplicativo é formado por três telas, sendo: Principal, Questionário e Resultado. A tela questionário é formalizada por 8 perguntas e cada pergunta há um quadro de respostas, sendo que para cada resposta é atribuído uma pontuação. Esta pontuação é apresentada na tela de Resultado através de emotions nas cores: Vermelho (Emergência), amarelo (Urgência), verde (Não-Urgente) e azul (Baixa Complexidade), que representam o grau de prioridade no atendimento. Para o teste do aplicativo utilizou-se o documento de plano de teste, que possibilitou distinguir os caminhos lógicos que o aplicativo percorrerá, ou seja, a partir disso é possível definir um resultado esperado no final de cada teste e também a avaliação de três especialistas (sendo um em desenvolvimento de software, um em enfermagem e um em libras). Os resultados apontaram que o aplicativo foi executado com êxito em um tablet com sistema Android 4.2. Os especialistas analisaram o aplicativo considerando a ISO/IEC9126 e concluíram que ele é funcional, interativo, possui boa usabilidade, é de fácil instalação e adaptação para outros aparelhos com sistema Android.

ABSTRACT. The Kinesio Taping® method proposes to apply the bandage with tension 0%, 25%, 50%, 75% and 100%, according to the purpose of the treatment. This way, the banding maximum displacement corresponds to 100% strain. Seen that the graduation of the tension used by the therapist is given subjectively, because there is no scale to determine these points. This study seeks to determine the variations of the tension on Kinesio Taping® bandage. Initially tests have been realized in the bandage for a real displacement of 25%, 50% and 75% compared to its initial length, in order to verify its elasticity. And then the calculation of the bandage longitudinal displacement. With the bandage elasticity tests was possible to trace the curve of the behavior of the bandage stretching. Notes that the bandage elasticity does not follow Hooke's Law and the behavior of elongation of the bandage was given in the form of polynomial, checking so that for each displacement of the bandage are a value for the elastic constant (k). From the test of the longitudinal displacement of the bandage was developed a instrument for the application of the tensions of 25% (1.35 cm), 50% (2.7 cm) and 75% (4.05 cm) in order to allow the bandage application in the real point of tension, allowing the demarcation of points in the skin of the voluntaries before application. So to verify the usability of the developed instrument will be performed tests to compare the application made subjectively and the application using the instrument in the volunteers.

ABSTRACT. The growing technological development and the advancements in the field of medicine caused significant improvement in the quality of life of the population. One example is the development of biomaterials, which are used to completely or partially replace parts of lost or damaged organic tissues and are also used in direct and continuous contact with the body in non-pharmacological treatments. Amblyopia, an ophthalmic disorder commonly known as lazy eye, results in decreased vision in one eye that does not develop properly during childhood. The objective of this study is to obtain and characterize natural rubber membranes in order to evaluate the feasibility of its application as an occluder membrane with the capacity of changing the course of light and stimulating the amblyopic eye. The light crossing analysis of the Van Gogh membranes presented partial and total occlusion, respectively. We concluded that the tests used for characterizing the LENCOC® latex membrane were satisfactory and promising regarding its use for the treatment of amblyopia and an orthesis of Assistive Technology. This is a new proposal for treating amblyopic patients using latex membranes.

ABSTRACT. Objetivo: Identificar fatores de risco para a ocorrência de cesarianas no Brasil. Métodos: Nascimentos a termo, não gemelares e sem anomalia congênita ocorridos em hospitais do Brasil em 2013, cujas mães tinham idade entre 15 e 45 anos. O teste Qui-Quadrado foi usado para verificar associação entre características maternas, da gestação, do parto e do feto e o tipo de parto. Razão de Chances brutas (RC) e ajustadas (RCaj) via modelo logístico foram calculadas para identificar fatores de risco dentre as características investigadas, para realização de cesarianas no ano estudado. Resultados: Investigados cerca de 2,9 milhões de registros de nascimentos. Houve associação estatisticamente significativa entre todas as variáveis do estudo e o tipo de parto. O risco de cesariana foi elevado em gestantes > 34 anos (RCaj: 1,69, para ≥ 41 anos), que tinham companheiro (RCaj: 1,19), escolaridade (RCaj variando de 1,38 a 6,73, para 1-3 anos e ≥ 12 anos respectivamente), que eram primíparas (RCaj: 1,51), que realizaram > 6 consultas de pré-natal (RCaj:1,62), que se deslocaram intermunicipalmente para o parto (RCaj:1,37) e que o feto se encontrava em uma posição que não fosse a cefálica (RCaj 5,32 e 28,23, para posições pélvica e transversal). Conclusões: A identificação de grupos mais propensos para realização de cesarianas auxilia programas de saúde materno-infantil focados nas características, recomendações e riscos de cada uma das modalidades.

ABSTRACT. Neurofeedback é uma técnica que utiliza padrões de sinais neurais como gerador de estímulos externos que proporcionam a modulação de algum sistema fisiológico ou cognitivo, do próprio indivíduo. A técnica de neurofeedback vem sendo muito usada no tratamento de diferentes distúrbios neurocognitivos, tais como TDAH, epilepsia, depressão, entre outras. Entretanto, apesar de ser uma técnica com várias aplicabilidades, seu princípio de funcionamento e fundamentos ainda não é bem conhecido na sociedade em geral. Deste modo, neste trabalho, construiu-se uma instalação interativa, utilizando-se dos princípios de um sistema de neurofeedback, como parte de um subprojeto do Parque da Ciência do Instituto de Ciência e Tecnologia da UNIFESP, em São José dos Campos, a fim de divulgar os mecanismos e fundamentos da técnica. Nesta instalação, os voluntários são suspensos por um cabo de aço ligado a um motor, acoplado a um pórtico, que é ativado a partir de padrões específicos de sinais eletroencefalográficos (EEG). Quando o participante atinge um determinado estado de concentração (determinados por bandas de frequências específicas, como betas – 16Hz a 30Hz – por exemplo) o motor é acionado e começar a suspender o sujeito. Se o sujeito sai do estado de concentração, colocando o sinal em regimes diferentes do estabelecido, o sistema para.

ABSTRACT. Existem dois tipos principais de estimulação para o tecido neural, a estimulação elétrica e a estimulação magnética. Entretanto, a estimulação magnética exibe grande vantagem comparativa, principalmente por não gerar inflamações já que os estímulos são por indução de correntes iônicas, geradas a partir da variação do campo aplicado. A estimulação magnética transcraniana (TMS), por exemplo, já vem sendo bastante difundida tanto na pesquisa básica quanto em aplicações clínicas. Contudo, a atuação do estímulo magnético diretamente em células nervosas ainda necessita de maiores descrições. Estudos recentes indicam que os efeitos da estimulação magnética dependem do tipo de neurônio, de sua orientação em relação ao campo magnético exposto e da frequência/intensidade dos estímulos aplicados. Para elucidar essas questões, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um estimulador magnético, integrado a um setup de eletrofisiologia extracelular, para estimulação magnética in vitro de fatias de tecido neural.

ABSTRACT. This paper presents the development of a hardware architecture for ICU monitors, combining embedded systems design steps and fault tolerance mechanisms, in order to model a system that has higher Mean Time to Failure (MTTF), reducing maintenance and technical assistance costs. Methods based on some form of redundancy were combined with the IEEE 1451 protocol starting from a generalized biomedical instrumentation system model. The methodology defined operational requirements, decompose the system into modules, analyzed the likely fault, determined the fault tolerance techniques and implemented them in a block diagram. All development was based on standards and protocols of national and international organizations, seeking to shape the system within the constraints of a product to be marketed. The architecture reduces the probability of defects, downtime and can be applied using market components.

ABSTRACT. This study aims to develop an infusion pump automated programming system through use of radio frequency identification (RFID), providing its integration with a hospital information system (HIS). Within the routine of a hospital, errors in the administration of infusion therapy can occur due to missing or incorrect information, and also through pump programming mistakes. These failures can cause serious damage to the health of a patient. Errors can occur at any time point between the prescription and the infusion procedure itself. This project developed a man-machine interface (MMI) that can be integrated with the HIS. The interface is able to connect to the database, request the list of infusion therapy prescriptions and present it to the health professional for the data to be selected and recorded on an RFID smart tag, which is then affixed on the syringe containing the prescribed drug. In addition to the MMI, a web-based electronic prescription module was developed to manage and store the prescriptions generated by doctors. Furthermore, an auxiliary firmware for syringe infusion pumps was produced to enable the pump to communicate with an RFID reader module, to read and decode the data contained on the RFID tag, and subsequently program the pump with this data. This work provides a support tool to reduce errors in the infusion therapy procedures within the hospital environment.

ABSTRACT. A visualização do pulmão em movimento é uma área de pesquisa atual. Será proposta uma metodologia para criar o modelo 3D do pulmão e suas estruturas internas em movimento a partir de uma imagem de TC de alta resolução e de uma sequência de imagens de TC de baixa resolução da região torácica. O modelo criado será inserido em um ambiente de realidade virtual para suportar a broncoscopia virtual onde as vias aéreas estão em movimento respiratório. A movimentação pelo usuário no ambiente virtual será feita com o uso dos Óculos Rift e do Leap Motion.

ABSTRACT. Our study proposes a simple and reliable method to extract gait speed and spatiotemporal parameters during walking in the treadmill using just kinematic data from markers placed on the heels of both feet. This method allows the calculation of total walked distance and average walking speed, besides the following spatiotemporal classic gait parameters: the identification of the gait cycle (stance, swing and double support phases), cadence, stride period, stride length, stride width, step period, step length. This new method is attractive because of its reliability and the minimum amount of data needed to determine gait events.

ABSTRACT. Técnicas de processamento digital de imagens foram aplicadas em imagens de retinografias de pacientes com uveíte posterior com o objetivo de identificar e segmentar as áreas afetadas, auxiliando a observação e a quantificação dessas regiões, para assim realizar o acompanhamento dos pacientes. Foram adotadas técnicas de pré-processamento, como a filtragem espacial de suavização e ajustes nos níveis de cinza para melhorar as características qualitativas das imagens e consequentemente a sua observação. Para realizar a análise quantitativa visando identificar e segmentar as regiões de interesse da imagem, foram utilizadas técnicas de crescimento de regiões por Fuzzy e por média. O software MatLab possibilitou a utilização das técnicas implementadas nas imagens fornecidas pelo Oftalmologista. Os resultados iniciais mostram que as técnicas implementadas estão conduzindo a bons resultados tanto na observação quanto na quantificação da área afetada, bem como o acompanhamento da uveíte posterior.

ABSTRACT. A Paralisia Cerebral (PC) pode ocasionar alterações no tônus muscular, causando prejuízo nas funções fonoarticulatórias e, consequentemente, dificuldade para pronunciar a fala. Embora existam recursos no mercado para a Comunicação Aumentativa e Alternativa (CAA), a maioria não atende plenamente indivíduos com dificuldade de fala e função motora reduzida. Diante disso, esta pesquisa teve como objetivo o desenvolvimento de um aplicativo para facilitar o processo de comunicação de pessoas com PC, o AACVOX. Para isso, foram desenvolvidas funções que permitem a comunicação de 168 frases relacionadas ao cotidiano, através de recursos pictográficos e de um mecanismo de síntese de voz, que podem ser personalizados conforme o nível de deficiência motora e necessidade de comunicação do indivíduo. A usabilidade desse aplicativo foi avaliada com auxílio do questionário System Usability Scale (SUS), que foi aplicado em formato eletrônico a 10 voluntários portadores de PC com dificuldade de fala. Os resultados mostraram uma pontuação acima da média na escala SUS para cada componente de qualidade avaliado (relacionado à facilidade de aprendizado, eficiência, facilidade de memorização, ocorrência de erros de execução e nível de satisfação dos usuários), um valor médio geral de 84,70 ± 0,96. Os resultados indicam que o AACVOX representa uma nova opção para CAA.

ABSTRACT. Echocardiography is a diagnostic medical exam to evaluate the structure and function of the heart by ultrasound images, commonly used to extract measurements to assist cardiologist in the assessment of heart’s healthy. The purpose of this study is to present a left atrium segmentation method in transthoracic echocardiography images. The methodology includes automatic selection of the region atrium, through movement images, filtering with the filter combination of the median and homomorphic Wavelet, and segmentation of the atrium by Otsu method. In order to validate the results of segmentation, atrial contours were compared with manual traced. The results showed an average error of 4.90 ± 1.26%, which represents the efficiency of method even for a database with very diverse images, and makes it possible to use this work for automatic extraction of measures relating to the left atrium.

ABSTRACT. The echocardiogram is an exam for cardiac evaluation. It employs ultrasonic waves to generate images of the internal parts of the heart. Among the echocardiographic assessments, the left ventricle evaluation is frequently performed. In this work, it is presented a computational tool that generates graphs of the left ventricular wall movement from echocardiographic videos (obtained from the Internet). It performs image segmentation of the endocardial and epicardial walls of the left ventricle, and simple computational processing, such as thresholding. The graphs were validated with data manually obtained. The shapes of automatic and manual graphs of the epicardial or endocardial walls of the left ventricle were qualitatively equivalent. The average measurement errors (in relation to manual measurement) of the endocardial or epicardial walls were, respectively, 0.5mm±0.1mm or 2.9mm±0.2mm. It is concluded that, once the tool is clinically validated, it would help the movement analysis of the left ventricular walls in echocardiographic images.

ABSTRACT. Cânfora foi adicionada em filmes de DLC para prevenir o crescimento de biofilme de leveduras de Candida albicans em substratos de poliuretano (principal constituinte de cateteres venosos centrais). Esse filme foi produzido através do sistema PECVD, utilizando um aparato baseado na evaporação instantânea de um líquido orgânico (hexano) contendo cânfora diluída e depositado a uma temperatura inferior a 30° C. Obteve-se um filme aderente, que acompanhou a flexibilidade do substrato sem delaminação e que foi caracterizado pelas técnicas de Espectroscopia Raman e Microscopia Eletrônica de Varredura. Leveduras de C. albicans foram cultivadas in vitro e induzidas a terem sua formação em substratos de poliuretano com e sem DLC:cânfora afim de avaliar sua propriedade fungicida. Houve uma redução de 99 e 91% das Unidades Formadoras de Colônias (UFC’s) nos filmes de DLC:cânfora e DLC, respectivamente, quando comparados ao substrato puro. Estes resultados abrem a porta para estudos de revestimentos de DLC com propriedades fungicidas em polímeros, tais como o poliuretano, utilizado na fabricação de cateteres ou outras aplicações biomédicas.

ABSTRACT. Introduction: Electrical impedance tomography (EIT) is a technique that enables the acquisition of medical images by using the estimated electrical impedance of the biological tissue in response to an electric current with low intensity. One difficulty encountered in the EIT hardware systems is the variation of the input current with the impedance of the human body over time. In this way, the current source must be able to respond to this change in impedance, deviating as little as possible of the nominal value and allowing the image reconstruction algorithm to act precisely [1]. With that in mind, this project focuses in the development of a current source controlled by a microprocessor in order to provide a precise supply of current for EIT systems. The proposed current source may also be used in the development of conductivity meters, electro-medical equipment for measuring body fat percentage, and in the analysis of pulmonary ventilation/perfusion through transthoracic impedance.

Materials and Methods: The circuit of the current source proposed consists of an inverting operational amplifier (op-amp) with a resistor (R1) conecting the sinusoidal input and the op-amp inverting input, a digital potentiometer (Rf) between the resistor (at the op-amp inverting input) and the output. An offset voltage was used to remove negative part of sinusoidal wave due to ditigal potentiometer limitations. Since the gain that relates the input and output is known with this configuration (Rf/R1), the control of the output current can be performed by the microprocessor (negative feedback mechanism) through adjustments in the digital potentiometer. These adjustments are performed based on the sinusoidal electrical current, whose phase and amplitude were calculated by the microprocessor using the quadrature demodulation method. The chosen microprocessor was the BeagleBone Black (programmable in Python) due to its higher performance and data processing capability. It uses a processor system called Programmable Real-time Units (PRU), which have two processors that can operate up to 20 MHz regardless of the processing required by the CPU. Validation results is performed applying the current source to a load with variable resistance and measuring the deviation of the actual current from nominal current.

Results: The possibility to use the PRU processor system of the BeagleBone Black was essential to obtain a data acquisition frequency of 110 ksps, enabling to achieve adequate data processing capability for the proposed application. Regarding the demodulation, an input signal with a larger amount of points per period does not necessarily results in a greater accuracy of the final value of the current. Therefore, it is possible to obtain an accurate system with few points per period, enhancing the system processing efficiency. The GPIO (General Purpose Input/Output) communication, used to control the digital potentiometer, showed a rate of 546 kΩ/s, which is applicable for EIT purposes. Using the method of validation with an input signal of 0.5 V (amplitude), 10 kHz (frequency) and 0.36 V (offset), the PID (proportional–integral–derivative) controller implemented showed satisfactory system response of current control. The steady-state error (0.13%) was minimized with respect to the nominal current of 2.55 mA in a stabilization time of 0.66 s, when submitted to a resistive load step change from 100 Ω to 220 Ω. All PID coefficients (Kp = 2.5, Ki = 0.5 and Kd = 0.7) were tuned manually, once the Ziegler–Nichols method didn’t result in an acceptable response.

Conclusions: The results suggest that a microcontrolled current source implemented with a digital potentiometer to control the current output is feasible. It showed satisfactory step response in terms of stabilization time (0.66 s) and steady-state error (0.13%). However, to maximize its performance, the demodulation should consume less processing time using a different method of calculation, once the frequency of the control cycle is only 5 Hz. In addition to it, the digital potentiometer should have more than 7-bits and exhibit a reliable behavior with negative signal inputs. Further improvements is still needed to reproduce the same performance with loads 20 times larger.

References: [1] SILVA, O. L. Muscle Contraction Detection Using Electrical Impedance Tomography. 2012. (Doctoral dissertation, Ph. D. thesis, Escola Politécnica da USP) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012.

ABSTRACT. Introdução: Em geral, as avaliações de risco (como compras ou incorporação de tecnologia) restringem-se aos maiores riscos, devido a grandes dificuldades; inclusive dos fabricantes [1][2]. No entanto, resta uma dificuldade de como determinar facilmente os maiores riscos de um equipamento médico não familiar? Neste trabalho, pretendeu-se demonstrar que os riscos presentes em revisões da literatura especializada independente (institutos com baixos conflitos de interesse, tais como instituto Ecri e OMS [3][4]), deveriam ser considerados como riscos críticos, por possuírem a presunção de mais frequentes e de maiores danos. E riscos que só aparecem em estudos individuais (não revisões), deveriam ser considerados riscos não críticos, por possuírem a presunção de menores frequências e danos. Esta hipótese é parte de outro trabalho [5], onde houver questionamentos se estas afirmações poderiam ser assim interpretadas.

Materiais e Métodos: Delimitado o equipamento de aférese (visto que ele é não muito explorado, mas faz parte do ambiente hospitalar tradicional [4]), foi realizado um levantamento nas revisões sistemáticas [3][4], para listar os riscos críticos. Um segundo levantamento (base do Google Scholar) procurou estudos individuais (não revisão sistemática) e os riscos não críticos (não apareciam nas revisões). Foram descartados os riscos presentes em um único artigo individual por causa do viés. Ao final, compararam-se os riscos levantados com frequências e gravidades.

Resultados: Nas revisões sistemáticas [3][4] encontrou-se 8 riscos críticos. Do Google Scholar foram encontrados 11 estudos individuais (não revisão sistemática) que descrevem riscos críticos e outros com frequências; de onde destacaram-se 2 riscos não críticos e 3 desconsiderados por só aparecerem em 1 artigo. Foram comparados os perigos com dados de frequência: (i) toxicidade do citrato (anticoagulante) que pode levar a hipocalcemia, com consequente arritmia cardíaca (risco crítico); (ii) lesões relacionadas a punção venosa, como, por exemplo, perfuração e erosão vascular (risco não-crítico); (iii) reação vasovagal, sintomadas por inadequada desaceleração cardíaca (bradicardia) e dilatação arteriolar (risco não-crítico). O resultado mostra frequências média de (iii) - 147 eventos/105 doadores [6][7] - 45% menores que (i) - 269 eventos/105 doadores [7][8][9]. E, que apesar da frequência média de (ii) - 296 eventos/105 doadores [7][9][10] - ser da mesma ordem de (i), possui um dano bem menor. Não foram encontrados comparativos sobre a gravidade de (iii) e (i), talvez devido a divergências entre os termos moderado ou severo nesses eventos [11].

Conclusões: A frequência média dos eventos de (iii) (risco não crítico) é bastante inferior à de (i) (risco crítico), contudo não foi possível determinar qual dos dois é mais danoso. As frequências médias de (ii) (risco não crítico) são semelhantes aos casos de (i) (risco crítico), mas possuem menor potencial de dano. Estes dados corroboram parcialmente as hipóteses. Contudo, devido a dificuldades apresentadas necessitam de mais análises comparativas, incluindo mais artigos e outros equipamentos. Mesmo assim, a proposta se demonstrou promissora e frutífera.

Referências: [1] Schmuland C., Value-added medical-device risk management. Device Mater. Reliab. IEEE Trans. On. 2005; 5(3): 488–493. [2] Flood D, et. al., A roadmap to ISO 14971 implementation. J. Softw. Evol. Process. 2015; 27(5):319–336. [3] Ecri Institute. Apheresis Units. Healthc. Prod. Comp. Syst. Hosp. Ed.. 2008. [4] WHO. Apheresis units: Hospital medical equipment - general information. 2012. [5] Fernandes RG. Uma proposta de sistematização da análise técnica do registro de equipamentos para a saúde na ANVISA com base no risco potencial. [Monografia]. Brasília: Fundação Oswaldo Cruz; 2010. [6] Crocco I, et. al., Adverse reactions in blood and apheresis donors. Blood Transfus. 2009; 7(1): 35–38. [7] Franchini M, et. al., Frequency of adverse events during blood and apheresis donations, Transfus. Med. Hemotherapy. 2002; 29(4): 200–205. [8] Schrezenmeier H. Risk of apheresis versus whole-blood donation. 10th European Haemovigilance Seminar (EHS). [9] Despotis G, et. al., Adverse events in platelet apheresis donors. Vox Sang.. 1999; 77(1): 24–32. [10] McLeod B, et. al., Frequency of immediate adverse effects associated with apheresis donation. Transfusion. 1998; 38(10): 938–943. [11] Shehata N, et. al., Reaction rates in allogeneic donors. Transfus. Med.. 2004; 14(5): 327–333.

Palavras-chave: Riscos Críticos; Aférese; Separador de Componentes Sanguíneos.

Agência Financiadora: Unicamp e ANVISA.

ABSTRACT. A Ultrassonografia é uma ferramenta que nas últimas décadas vem sendo bastante utilizada pelas equipes médicas para diagnosticar e monitorar diferentes doenças. Uma das técnicas de análise é a tomografia por ultrassom (UCT). Os algoritmos implementados pelo UCT são iterativos, precisam de uma solução inicial e seu principal problema é que sua eficiência depende tanto da solução inicial como da baixa refletividade dos objetos dentro do meio de propagação. Visando gerar imagens tomográficas qualitativas da caixa torácica por meio de UCT, tendo em conta a grande refletividade dos ossos e pulmões, a nossa proposta consiste em estimar a localização espacial das bordas externas destes objetos, e assim oferecer uma imagem qualitativa que poderá ser utilizada em posteriores trabalhos como solução inicial em algoritmos de difração. Nossa proposta implementa uma modificação da técnica da Abertura Sintética de Transmissão (STA) em dados obtidos de simulações da propagação ultrassônica em meios torácicos. Como resultados obtivemos imagens de bordas bem definidas tanto dos ossos como da parte exterior dos pulmões, mostrando que o método concebido em meios simulados é viável.

ABSTRACT. Introdução: Os modelos convencionais de reconstrução de imagens de tomografia por impedância elétrica (EIT, Elec-trical Impedance Tomography) utilizam métodos baseados no algoritmo de Gauss-Newton (GN) [1]. Porém, em 2007 foi proposto um algoritmo mais robusto para a reconstrução de imagens EIT, nomeado GREIT (Graz consensus Reconstruction algorithm for EIT) [2]. A diferença principal entre os dois reside no fato de que o GREIT é baseado em modelos de elementos finitos (FEM, Finite Element method) em três dimensões e o GN pode utilizar modelos FEM em 2 dimensões. Neste contexto, a geração da FEM com o GREIT envolve um número maior de parâmetros a serem escolhidos e uma maior carga computacional. O presente trabalho visa verificar se essa maior complexidade do GREIT resulta em diferenças consistentes e significativas em comparação ao GN nas imagens de EIT reconstruídas a partir de dados experimentais de EIT do tórax, para a avaliação da função respiratória. Diferentemente de outras investigações, o foco da comparação não será a imagem de EIT, mas os parâmetros quantitativos de ventilação derivados da mesma, com o intuito de verificar se algoritmos de reconstrução diferentes resultam em avaliações diferentes das características da ventilação e mecânica pulmonar locais.

Materiais e Métodos: Para investigar o desempenho dos dois métodos, foi considerada a biblioteca de funções de livre acesso EIDORS [3], desenvolvida na linguagem de programação MATLAB (Mathworks, EUA). Com o auxílio desta biblioteca e do software NETGEN [4], foi possível desenvolver um software capaz de gerar os modelos de FEM com GREIT e GN a partir de uma imagem de tomografia computadorizada.O software possibilita identificar manualmente o perímetro do tórax e dos pulmões, e permite a escolha do valor e todos os parâmetros relacionados á geração da FEM. Os dados experimentais utilizados para a comparação foram adquiridos em 13 modelos suínos de injúria pulmonar aguda (instilação de HCl) anestesiados e submetidos a ventilação mecânica controlada (ventilação em volume controlado, volume corrente 6mL/kg) com diferentes níveis de pressão positiva ao final da expiração (de 4 até 30 cmH2O). Uma imagem de tomografia computadorizada de um dos animais considerados foi utilizada para a geração de FEM utilizando GREIT e GN. Após a reconstrução das imagens foram calculados diferentes índices, entre eles o histograma da distribuição ventilação e o índice regional ventilation delay [5].

Resultados: A seção da FEM gerada com o GREIT e GN foi qualitativamente muito similar. Os resultados preliminares das comparações dos índices derivados em um conjunto limitado de animais e condições de ventilação sugere que as diferenças não são significativas entre a reconstrução com GREIT ou GN.

Conclusões: Os resultados preliminares sugerem que o uso do GREIT ou GN para a reconstrução de imagens de EIT do tórax não afeta a quantificação da distribuição da ventilação mecânica e da mecânica respiratória. Sendo assim, o GN seria a escolha mais apropriada neste contexto, devido à sua menor carga computacional e ao menor número de parâmetros a serem escolhidos para a solução do problema inverso.

ABSTRACT. Low cost accelerometer-based systems can be used in biomechanics analysis, for example, in the clinical environment, for evaluation and diagnosis of deficiencies and the follow up of rehabilitation process. This project aims to evaluate the inertial measurement system present on ArduIMU modules, in the biomechanics context, applied in the study of upper limb movements. The analysis of the system is accomplished through a comparison between the low cost accelerometry platform ArduIMU and a commercial reference system (position sensor), FOB (Flock Of Birds). The dynamic and static responses of the system were computed using a reference accelerometer and a piezoelectric position transducer (LVDT). The data simultaneously acquired with the ArduIMU and the reference system, while performing upper limb movements, was compared. Tridimensional movements were used for the comparisons. The maximum difference between the measured position, acquired with the ArduIMU and the reference system was 8,96% in the X direction, 10,13% in the Y direction and 9,51% in the Z direction. The dynamic tests revealed a maximum difference of 6,1% in amplitude, in comparison with the positional transducer (LVDT), and 7,5% in acceleration in comparison with the reference accelerometer, in a range between 10 and 50Hz.

ABSTRACT. The human rehabilitation techniques have continually evolved to offer again the mobility and lost freedom for the amputed of segment of arm and hand. The use of natural interfaces processing methods for surface electromyography (EMG) signals makes possible to design systems capable of offering prosthesis in a more natural and intuitive way. This paper presents a study investigating the use of forearm surface electromyography signals (sEMG) for classification of 18 movements of hand using 12 sEMG channels and support vector machine (SVM). The classification stage used kernel function of radial basis and the combination of 4 features extracted of signal (root mean square, kurtosis, skewness and median frequency). The average accuracy reached for the classification of seventeen distinct movements of 85.5% was achieved using the SVM radial basis classifier with the better arrangement of features for each subject.

ABSTRACT. Home telemonitoring is of great interest in respiratory medicine where a large number of people have long term conditions. We developed a telemedicine instrument for home monitoring of subjects with chronic respiratory diseases. The instrument measures respiratory impedance and connects to the Internet through a notebook. The development of the hardware and software used in the instrument is described, as well as initial in vivo results obtained in a normal and an asthmatic subject. These results were in close agreement with the physiology, confirming the high scientific and clinical potential of this system. Internet transmission tests showed adequate results. We concluded that the developed system could be a useful tool for the implementation of telemedicine services, contributing to reduce the costs of the assistance offered to patients with chronic respiratory diseases.

ABSTRACT. Pedalling behaviour in bicycling is studied through asymmetries and cadence analysis measured by instrumented pedals, crank arm or spider, for biomechanical variables measurement in athletes’ performance evaluation. Instead, nowadays force measurement by crank arm deformation and tri-axial projection study has not been fully accessed. This research evaluates a new wireless 3D instrumented crank arm prototype for race bicycle in a ten healthy subjects experiment, six males and four females of 28.5 ± 3.2 years and 67.0 ± 12.7 kg. System characterization was carried out, obtaining calibration curves for force projection channels with a non-linearity error of 0.29% (perpendicular channel), 0.55% (parallel channel) and 0.10% (lateral channel). RMS, Mean and Variance were obtained for Symmetry and Cadence analysis. Normal distribution tendency was observed in dynamic pedalling trials. Analysis of Variance (ANOVA) for body Mass, Gear and Method factors, resulted significant for all cases (p<0.001), except for Method factor. Lower non-linearity error was achieved for wireless instrumented 3D crank, supplying force, torque and power output for bilateral projection. Force cadence computation method was validated in a complete factorial design experiment.

ABSTRACT. A audição é o canal sensorial que nos permite interagir através do som [1]. Múltiplos fatores podem contribuir para a perda da audição, tais como, a exposição ao ruído ocupacional ou ambiental, uso de ototóxicos, produtos químicos, trauma físico, doenças infecciosas, síndromes e pelo processo de envelhecimento, todos os quais influenciados pela susceptibilidade genética individual. A perda auditiva é uma deficiência “invisível”, ou seja, normalmente não há sinais exteriores evidentes de que o dano ocorreu. Muitas vezes, ocorre de forma gradual e insidiosamente ao longo do tempo. Frequentemente, os danos são extensos e irreparáveis, porque acontecem em muitos casos, antes de serem detectados [1]. A Audiometria Tonal Limiar (ATL) é a ferramenta básica para avaliar a audição, determina os limiares auditivos e compara esses valores com os padrões de normalidade, usando como referência o tom puro [2,3]. Supõe-se que na ATL as pessoas fornecem uma resposta adequada quando um estímulo é audível e que as respostas são replicáveis [4]. Atualmente, existem diretrizes [5,6] que representam um conjunto de procedimentos baseados na prática clínica e nos resultados das abordagens científicas, cujo objetivo, é criar um procedimento padrão para a prática clínica. De acordo com essas diretrizes, algumas variações nos procedimento podem ser necessárias por problemas clínicos especiais ou exigências regulamentares, devendo-se anotar tais variações de forma que outros profissionais compreendam como os limiares foram obtidos e consigam replicar os resultados, como descrito no próprio texto [5]. Baseado no que foi suscintamente exposto acima, decidiu-se criar um aplicativo destinado à avaliação audiométrica, de baixo custo e alto desempenho, possibilitando seu uso, por exemplo, em escolas através da triagem auditiva.

ABSTRACT. People with disabilities are partially limited due to their physical condition. One way to minimize their situation is the use of prosthesis to reduce or, ideally, completely eliminate the disability. This work uses the second NinaPro database to develop a system, based on superficial electromyography, capable of classifying movements of a person's hand (abduction of the fingers, fingers flexed together in first, pointing index, wrist flexion, wrist extension and grasp). In particular, it compares the accuracy of three classification methods (logistic regression, neural networks and support vector machine) for variable sets of electrodes, for variable sets of characteristics and for training sets of different sizes. This paper demonstrates that the accuracies of the models decrease with the reduction of the set of electrodes, but shows that the positioning of these electrodes may be an important factor for the quality of classification. Moreover, it highlights high accuracy rates when considering only some features extracted from the frequency domain (as skewness and spectral centroid), confirms that the accuracies of the models decrease with the reduction of the training set size and shows that logistic regression and neural network models present similar but superior accuracies (96.3% on the standard test case), when compared to that of a support vector machine model (92.2% on the standard test case).

ABSTRACT. This paper presents a novel method that investigates the use of Paraconsistent Artificial Neural Network (PANN) and upper-limb electromyography signals for classification of movements, due to their intrinsic ability to deal with imprecise, inconsistent and paracomplete data. The preliminary study presents promising results in terms of processing time and accuracy. The average classification accuracy for the developed paraconsistent logic method was 70,0±10,4% for 17 distinguish movements and a classification average processing time of 18 ms per movement, using 3 signal features: variance, RMS and median frequency. Keywords: Paraconsistent logic, myoelectric signals, upper-limb.

ABSTRACT. O mosquito Aedes Aegypti tem sido um problema recorrente nas ultimas décadas, em especial nos últimos dois anos, quando além de transmissor do dengue, passou a ser vetor de duas outras enfermidades: zika e chikungunya. Por apresentarem sinais e sintomas bastante similares, nota-se certa confusão no momento do diagnostico clinico, chegando a uma taxa de 31,9% de erros. Um sistema especialista baseado em regras foi desenvolvido neste trabalho, a fim de auxiliar profissionais no momento do diagnostico clinico. Foram realizados testes baseados em estudos de casos de pacientes com diagnostico confirmado em laboratório obtendo-se uma taxa de 87,9% de acertos. Um Trabalho futuro será a migração do sistema para outras plataformas, fornecendo maior praticidade ao usuário.

ABSTRACT. Neste trabalho é descrito um método para estudar a concentração de cálcio intracelular em culturas de mioblastos eletricamente estimuladas utilizando medições de fluorescência com um leitor de placas. Eletrodos especiais e um estimulador elétrico foram construídos e incorporados em uma microplaca de 96 poços com células H9C2 plaqueadas em poços com eletrodos e poços não modificados. No dia seguinte as células foram marcadas em PBS (tampão fosfato salino) contendo indicador de Ca2+ citoplasmático Fluo4-AM, 0,02% de Pluronic F-127, 2,5 mM de probenecid por 45 minutos. Em seguida, as células foram lavadas e incubadas em PBS contendo 2,5 mM de probenecid durante 30 min a 37ºC, 5% de CO2. A intensidade de fluorescência foi medida com um leitor de placas (Fluostar Omega, o BMG Labtech, Alemanha) usando filtros de 485 nm para excitação e 520 nm para emissão. Pulsos elétricos quadrados monofásicos (1 Hz, 8 V / cm, 5 ms) foram aplicados aos poços com células cultivadas. A estimulação elétrica resultou em diminuição da intensidade de fluorescência de 0,85±0,09 para 0,66±0,06 no grupo livre de cálcio e de 0,93±0,06 para 0,73±0,03 no grupo tratado com cálcio, e a redução na concentração de fluoróforo resultou em sinais estáveis a 25ºC. Esta metodologia permite a avaliação da concentração de cálcio intracelular durante a estimulação elétrica.

ABSTRACT. Os ácidos graxos poli-insaturados, tal como o ômega-3, tem sido investigados por suas propriedades antiepileptogênicas. Destacam-se seus efeitos anti-inflamatórios e sobre a membrana plasmática, modulando a atividade dos cotransportadores de cloreto (Cl-), NKCC1 e KCC2, bem como, da Na-K/ATPase. Neste sentido, o presente trabalho investigou o efeito do ômega-3 na expressão de NKCC1, KCC2 e Na-K/ATPase, nas células granulares do giro dentado (GD) e em interneurônios de parvalbumina (PV), e seus reflexos sobre as atividades epileptiformes não-sinápticas (AENS) em animais submetidos ao status epilepticus (SE) induzido por pilocarpina (PILO). Os resultados mostraram que o ômega-3 promove alterações significativas na expressão desses cotransportadores e da Na-K/ATPase, em ambos tipos celulares estudados, e leva as AENS de animais que receberam ômega-3 a se aproximar das AENS de animais controle. Essas comparações sugerem o favorecimento da plasticidade neuronal para o restabelecimento da homeostase iônica, principalmente, para o Cl- intracelular.

ABSTRACT. Non-synaptic epileptiform activities (NEA) induced in hippocampal slices are an experimental model that is closest to in vivo situations, or ictal discharges, especially those recorded in the dentate gyrus (DG). It is not very well known the mechanisms involved in effects of changes in the neuronal populations on ictal discharges. In this study, NEA induced in the DG of hippocampal slices were used to investigate these effects. From computer simulations used to interpret the experimental data, it was found that the reduction in the efficiency of the mechanisms responsible for the ionic homeostasis regulation should be directly involved in the changes in the seizure frequency.

ABSTRACT. In experimental seizure models, the dentate gyrus (DG) exhibits network changes that can promote structural and functional changes of connectivity. The goal of this study was to investigate, by means of computional simulations, the effect of connectivity changes of the main cells of the GD (granule cells, mossy cells and interneurons) on induction of epileptiform activity. The model follows the McCulloch-Pitts formalism, considering the intrinsic synaptic connectivity of DG. For the synaptic structural rearrangement the Hebbian and anti-Hebbian rules and the compensation theory were used. Additionally, were included the effects of the non-synaptic mechanisms on the neuronal activity. The simulations suggest that in addition to connectivity increasing between granule cells, which represents the abnormal mossy fiber sprouting, connectivity reductions of mossy cells and inhibition increasing between interneurons may intensify to epileptiform activity.

ABSTRACT. Computed tomography (CT) was introduced in Brazil in the 70s, in order to create cross-sectional images of different parts of the human body for a more accurate diagnosis. Since then, these equipments have been improved and with greatest potential of diagnosis. With this fast advancement of health Technologies, managers of Health Care Facilities (HCF), seek to conduct an evaluative study of Care Medical- Equipment (CME) to be purchased by the hospital. Currently manufacturers seek to improve the equipments in order to become more competitive and, in this context, the main issue is to evaluate if the technology to be acquired is really necessary for the hospital in question. In addition of that, it is necessary to make an equipment distribution analysis, with the purpose to decrease possible troubles of excess or lack of equipment in a given region, and how much to usability of the equipment. This study makes a Health Technology Assessment (HTA) through a systematic review of the distribution and the usability of tomography equipment in hospitals in Brazil. As a result, we find that the distribution of computed tomography equipment in Brazil by SUS is done inadequate, since studies showed significant regional differences in the distribution of such equipment. Although the scientific evidences how much to the usability of CT equipments are scarce, it could be observed in a single article found, that there are many problems caused by human failures, be in the lack of information, inadequate training or not, or improper use of the equipment.

ABSTRACT. This study aimed to help medical technology managers to choose mammography equipment through criteria of health technology assessment. The manager of medical technologies finds on the market today three different types of mammography technologies: Conventional mammography, computerized mammography and digital mammography. First, we conducted a study on the image chain for each technology. From the knowledge of the image chain for each technology, it was possible to identify each characteristic process of all technologies and thereby identifying the specificity of the costs generated by such arrangements on each point. A study on uninstalling and disposal was carried out, taking into account the guidelines for each technology. To assist the economic analysis, electronic spreadsheets were developed. The lifetime considered for each equipment was 10 years. The greater economic impact was the cost of human resources in all technologies. A mammogram that showed the lowest cost per exam was computerized mammography without screen-film (CRP), although the cost of purchasing of the equipment is approximately four times higher than conventional mammography. Computerized mammography, when there is the impression of the film, has the highest cost per exam. The accuracy and sensitivity studies have shown that digital mammography has a small gain only in women under 50 years of age, when compared to conventional mammography.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta uma análise de três analisadores de bomba de infusão. Foram levantadas as características de cada equipamento segundo os parâmetros prescritos pela norma NBR IEC 60601-2-24 para bombas de infusão. Os dados foram comparados no intuito de se apontar o analisador mais indicado à luz da norma citada e, ainda, considerando algumas características particulares de cada equipamento. Por fim, a demanda por bombas de infusão do estabelecimento assistencial de saúde (EAS) é elencada como aspecto fundamental a ser considerado na escolha do analisador a ser adquirido.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta uma descrição resumida do desenvolvimento do SIGEM – Sistema de Informação e Gerenciamento em Equipamentos e Materiais Permanentes financiáveis para o Sistema Único de Saúde (SUS), a partir da experiência do autor como colaborador da área de investimentos em equipamentos médico-hospitalares do Ministério da Saúde (MS). O MS, por meio de programas de investimentos específicos, financia a aquisição de equipamentos para utilização nos serviços do SUS em todo país. O desenvolvimento do SIGEM teve o propósito de gerenciar a Relação Nacional de Equipamentos e Materiais permanentes financiáveis para o SUS (RENEM), promovendo às áreas técnicas do MS uma ferramenta de gestão do processo de descentralização de recursos para compra destas tecnologias, além de agilizar o cadastro e a análise de propostas de projetos de investimentos. Uma interface web também foi desenvolvida para que os gestores e profissionais de saúde de todo o país tivessem acesso às informações sobre a aplicabilidade, preços estimados e especificações técnicas sugeridas dos equipamentos de acordo com a demanda e com o tipo de estabelecimento assistencial de saúde aplicável. O SIGEM vem colaborando significativamente para aumentar a eficiência do MS no aproveitamento dos repasses financeiros para aquisição de equipamentos para o SUS. Desde sua implantação, um número maior de projetos passou a ser aprovado, com equipamentos mais custo-efetivos, representando uma maior oferta tecnológica à população e um menor custo total de propriedade para os gestores locais.

ABSTRACT. This study aimed at determining a model for predicting the based on heart rate variability (HRV) parameters at rest. It was employed in 70 young adult physically active malessubjects. After recording the resting tachogram with a cardio-frequencymeter for 10 min to calculate HRV, a maximal cardiopulmonary incremental test was performed to measure the maximum oxygen uptake (VO2max). Based on VO2max percentile, subjects were divided into two groups of 35: high aerobic fitness group (HG) and low aerobic fitness group (LG). Groups were compared with a Student t-test for independent samples considering p < 0.05, according to: (1) Physical and anthropometric characteristics; (2) VO2max; (3) Classical HRV indexes; and (4) The cardiac acceleration rate and cardiac deceleration rate (CDR), defined as the mean value of negative and positive changes in RR-interval series, respectively. HG presented significant higher VO2max than LG (48.6 ± 6.7 vs 34.6 ± 3.8 ml.kg-1.min-1), whereas no significant differences were observed both in physical and anthropometric characteristics. The HG had lower resting heart rate (53.0 ± 6.5 vs 62.7 ± 6.1 bpm) and higher values in the time domain HRV parameters, as well as in the high frequency contents in the frequency domain. Also CDR index was significant higher for HG than LG (p < 0.01). The model for predicting VO2max was obtained by multivariate stepwise logistic regression assuming as independent variables CDR and pNN50. This model presented 85.7% positive predictive value, 88.5% negative predictive value and 87.1% total accuracy. In conclusion, the use of the proposed model was able to predict the level of aerobic fitness in young healthy adult males in rest.

ABSTRACT. Trunk muscles activation is associated with gait and have the function of keeping balance and posture. Despite its importance, this muscle group has been little studied in gait analysis. The objective of this study is to compare sEMG pattern of erector spinae (ES) and of lower limbs muscles during gait on treadmill. Five volunteers (30 ± 4 years; 3 males) participated of this study. We analyzed the ES in three levels (C7, T12 and L4) and the lower limb muscles (rectus femoris, biceps femoris and gastrocnemius medialis) during gait on treadmill at 1.0 m/s. An accelerometer was used to identify the gait cycles. The stance phase remained until 59.83% ± 1.42 of the gait cycle. The C7 level did not show a pattern in any volunteer. We identified two periods of activation for T12 and L4 levels of ES, both in double support phase. There was a correlation among the ES pattern and the lower limb muscles. These findings are important to identify the movement intention from these muscles and apply them in robotic devices for rehabilitation.

ABSTRACT. The electromyography signal (EMG) is composed of electrical signals from body muscles and it is frequently used for analysis and also diagnostics about muscle and neuromotor disorders. In this project, EMG signal of volunteers' forearm was acquired from extensors and flexors muscle group of wrist and fingers. The signal acquisition was perfomed during hand relaxation, wrist flexion and extension and hand contraction. Than these signals were used for pattern classification according two methods. The first one used Minimum Distance classification method and the second one used Artificial Neural Networks (ANNs) for same assignment, using WEKA tool. Finally, a comparison was made between these methods and the method that used ANNs demonstrated the best result.

ABSTRACT. Electrocardiographic interference in electromyographic signals (EMG) can be attenuated by Independent Component Analysis (ICA). Techniques as the SCICA allow an ICA application in single channel analysis. In this work was verified the possibility of use of the SCICA to attenuated electrocardiographic signals (ECG) in single channel of EMG. The results were positive, however more studies are necessary to explore all the capacity of the technique.

ABSTRACT. o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da reabilitação robótica em relação a força escapular e de preensão manual, atividade mioelétrica, intensidade dolorosa e amplitude articular de ombro de mulheres pós cirurgia de câncer de mama. Foi realizado um estudo clínico longitudinal duplo cego, constituído por dez mulheres com idade média de 54,8±10,1 anos. Foram realizadas dez sessões de fisioterapia utilizando o dispositivo robótico de membros superiores (exoesqueleto). As voluntárias foram avaliadas antes, na quinta sessão e após o término do tratamento, considerando-se os seguintes parâmetros: força escapular e de preensão manual, atividade elétrica dos músculos deltóide médio e trapézio superior, intensidade dolorosa, e amplitude articular de ombro. Foi possível observar aumento da força escapular (p=0,01) e dos valores de RMS do músculo deltóide médio (p=0,002), porém, diminuição não significativa no recrutamento de fibras do músculo trapézio superior. Em relação aos dados obtidos de dinamometria manual, foi possível observar o aumento da força de preensão manual (p=0,06) e no recrutamento de fibras do músculo deltóide médio (p=0,03), porém, diminuição no recrutamento do músculo trapézio superior (p=0,006). Observou-se uma atenuação significativa na intensidade dolorosa (p=0,01), e aumento da amplitude dos movimentos de flexão (p=0,0008) e abdução (p=0,0003) do ombro. Conclui-se que a terapia robótica foi benéfica no tratamento das disfunções clínicas pós câncer de mama, como melhora da força muscular, sinergismo muscular, atenuação da dor e melhora dos movimentos do ombro.

ABSTRACT. O objetivo deste estudo foi analisar a força escapular, força de preensão manual e a circunferência do membro superior de mulheres que realizaram procedimento cirúrgico para retirada do câncer de mama, tratadas por meio da terapia de vibração. Foi realizado um estudo piloto experimental, constituído por quatro mulheres pós câncer de mama. A terapia de vibração foi realizada em ambos os membros superiores, nas quais foram mensuradas a força escapular, força de preensão manual e a circunferência do membro superior de mulheres antes, na quinta sessão e ao término do tratamento. Foi possível observar aumento da força escapular, força de preensão manual e diminuição da circunferência do membro superior acometido. Os resultados mostraram forte correlação entre a força de preensão manual em relação a perimetria (r=-0,91), no entanto, houve fraca correlação (r=-0,30) entre a força escapular e perimetria. Conclui-se que existe correlação entre a diminuição do linfedema e o aumento da força muscular após a terapia de vibração, desse modo, a terapia de vibração pode ser considerada um método eficaz na atenuação do linfedema e melhora da força muscular pós câncer de mama.

ABSTRACT. A lesão medular espinhal é um dos mais graves acometimentos que pode afetar o ser humano, causando-lhe transtornos físicos, psicológicos e sociais. A Estimulação Elétrica Funcional (FES) vem sendo altamente aplicada no auxilio do reestabelecimento de funções motoras. O presente trabalho visa propor uma plataforma de controle da posição da perna utilizando FES em malha fechada e um controlador robusto LQG/LTR. O processo de desenvolvimento do controlador foi dividido entre a identificação do modelo matemático muscular, a definição dos modelos nominal e real, a modelagem das incertezas, considerações e ponderações a cerca da recuperação do Filtro de Kalman e análise das propriedades de robustez para validação do controlador proposto.

ABSTRACT. Neuropatias podem afetar as fibras sensoriais periféricas de diferentes maneiras, como na lesão de nervo derivada do Diabetes mellitus e da Hanseníase. Desta maneira, avaliar cada tipo de fibra é muito importante para o diagnóstico precoce das mesmas. Corrente senoidal na frequência de 3.000 Hz pode estimular as fibras grossas (Aβ), enquanto frequências baixas (250, 5 e 1 Hz) as fibras mais finas (Aδ e C), sendo a neuroseletividade ainda discutida. O objetivo deste trabalho foi investigar diferentes configurações de eletrodos para melhorar a seletividade para cada tipo de fibra. O limiar de sensibilidade (LS), o tempo de reação (TR) e a resposta cognitiva (RCg) foram investigados utilizando os eletrodos planares concêntricos (ring), o eletrodo Silver Spike Point (SSP) e os eletrodos bipolares de disco de ouro (padrão), nas frequências de 3.000, 250, 5 e 1 Hz. O eletrodo ring apresentou o melhor resultado para frequência de 3.000 Hz, obtendo menor LS e maior RCg para fibras Aβ. Além disso, o eletrodo SSP foi mais seletivo para fibras finas (Aδ e C). Os resultados sugerem novas configurações de eletrodos para a avaliação das fibras periféricas, abrindo perspectivas de paradigmas alternativos na pesquisa e no diagnóstico de neuropatias.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta um protótipo de um Medidor de Pressão Arterial de baixo custo utilizando a Internet das Coisas. O circuito de aquisição da Pressão Arterial baseia-se no método oscilométrico, que busca quantificar os pulsos oscilométricos para a aferição da Pressão Arterial. Simulações foram realizadas com um simulador de batimentos cardíacos e Pressão da Bio-Tek® para testar diferentes condições de Pressão Arterial com o objetivo de validar a construção do protótipo de forma qualitativa.

ABSTRACT. The analysis of gait phase is important for the detection of possible pathologies and to prevent wear-related lower extremity. Several devices can be used for this evaluation, including the accelerometer, which shows portable and lower cost compared to traditional methods. This study aimed to identify the behavior of inertial sensors related to each phase of gait. Gait tests were performed in healthy adults using two triaxial accelerometers, which now were positioned on the anterior side, sometimes on the side of the leg and right thigh. With an overall analysis of the graphics obtained, along with videos of the movements, it could be concluded that proper positioning of the accelerometer was on the anterior side of the leg, with reading the vertical axis. In a more detailed analysis of the selected graphic, it was observed the phases of pre-swing, swing, stance and medium stance of the analyzed gait.

ABSTRACT. Uma das aplicações da Estimulação Elétrica é a reabilitação neuromuscular (ganho de massa muscular e força) de pacientes que tiveram limitações temporárias ou permanentes de seus membros. Entretanto, a maioria dos estimuladores elétricos existentes no mercado não possibilita o ajuste de todos os parâmetros necessários para uma ação efetiva nessa reabilitação. Dentro deste contexto, foi desenvolvido um estimulador elétrico com o intuito de minimizar as perdas de massa e força muscular que acometem pacientes internados em Unidades de Terapia Intensiva (UTI). O estimulador possui características que permitem executar protocolos rápidos e eficientes dentro de UTIs e foi desenvolvido com uma interface amigável com o usuário, utilizando um computador embarcado e microcontroladores para geração dos pulsos de estímulo. O aparelho se mostrou eficaz para o propósito a qual foi concebido, apresentando resultados preliminares bons.

ABSTRACT. Este artigo descreve a caracterização e a calibração de um sensor a fibra ótica baseado em redes de Bragg (FBG), com o objetivo de utilizá-lo para medir tensões ósseas em uma superfície de mandíbula bovina durante movimentos mastigatórios. A instrumentação desenvolvida possibilitará aplicação futura para análise biomecânica da deformação óssea, no estudo da fisiologia e comportamento do tecido ósseo e no auxílio do desenvolvimento de próteses. Para que o sensor proposto possa ser implantado em um animal vivo, se fez necessário a utilização de um transdutor que facilite sua fixação, que transmita a força detectada do osso ao sensor e que ainda torne-o menos frágil. Portanto foi desenvolvido um encapsulamento adequado utilizando uma malha de titânio e, então, foram realizados testes de caracterização e calibração do sensor. Os resultados de calibração demonstram que o sensor apresenta incerteza de 0,027N e coeficiente de carga de 468 pm/N. A partir dos testes em laboratório é possível afirmar que o sensor proposto apresenta robustez e facilidade de instalação a partir de processo cirúrgico minimamente invasivo.

ABSTRACT. O objetivo deste trabalho é propor um novo método automático de segmentação dos pulmões em imagens de tomografia computadorizada (CT) que utiliza filtros morfológicos como pré-processamento e a max-tree – uma estrutura de dados que representa os componentes conexos de uma imagem. Os resultados mostram que o método apresentou boa performance quando comparado com a segmentação manual e que foi capaz de incluir na segmentação lesões localizadas nas bordas na maioria das imagens testadas. O método obteve um índice Dice médio de 98,6% com desvio padrão de 0,7% quando testado em 200 fatias (10 sujeitos).

ABSTRACT. The replacement of arduous tasks by machines has been growing in last years, promoting convenience and ease in different areas. Robotics in medicine sets one of these contexts, particularly in minimally invasive surgery, the scope of our work. In this paper, we propose a method for tracking surgical instruments in laparoscopy, shipped in a robotic endoscope holder and used in aid for surgeons in SUS, the Brazilian health system. The approach is based on the extraction of edges from endoscope images in a non-stereo setup and without previous knowledge of patient's positioning. The algorithm was validated with images from a database of real endoscopic videos, achieving a mean error of 15.53 pixels for high-quality images and 17.82 pixels for low-quality according to our metrics. For benchmarking, we considered the mean fps, that in our system reached a value of 24.62 fps. The obtained errors are compatible with an application for endoscope automatic positioning from images.

ABSTRACT. Devido à grande expansão dos sistemas de informação e a utilização de câmeras fotográficas, a teledermatologia encontra-se como uma opção em crescimento, principalmente em regiões de difícil acesso. Entretanto, a ampliação de seu alcance é dificultada pela menor fidelidade da imagem obtida em relação à um atendimento presencial. Dessa forma, foi desenvolvido um sistema aliando um dispositivo físico e um software capazes de calibrar a perspectiva e cores, além de corrigir possíveis problemas de resolução em imagens de pele. Obteve-se cerca de 85% de melhora em relação a cores com valores médios finais abaixo do limite de percepção visual, além de aproximadamente 12% de melhora sobre a resolução na métrica 1-SSIM.

ABSTRACT. The arteriography exams are useful for checking abnormalities in the blood vessels and diseases such as stroke, stenosis, bleeding and especially in the diagnosis of Encephalic Death in comatose individuals. Faced with an exam so precise, the use of strategies that can assist in precision this type of examination is of paramount importance. To this, they were compared three pre-processing techniques, first using the bilateral filter to reduce noise of the images, the second technique using the transformed intensity by Sigmoid to enhance the arteries before the count of the pixels, and the third using Bilateral filter with the transformed intensity by Sigmoid. The proposal is to reduce the noise contained in arteriography images, enhancing the arteries, and so obtain a more accurate count of pixels of these images arteriography.

ABSTRACT. A polpa dental é o tecido mais interno do dente. Sua principal função é garantir a dentinogênese e a sensibilidade dental, e por essa razão a informação clínica sobre a saúde da polpa é relevante. Polpas diagnosticadas como não-vitais são encaminhadas para um tratamento endodôntico agressivo, baseado na remoção de todo tecido degradado. Por esse motivo, deve-se haver um esforço em minimizar o número de falsos diagnósticos clínicos da vitalidade pulpar, na intenção de preservar a integridade do paciente. Esse estudo propõe a espectroscopia no visível e no infravermelho como método de melhorar a precisão no diagnóstico do status pulpar. Ele é baseado em confrontar a reflexão óptica dos tecidos no espectro do visível (VIS) e do infravermelho próximo (NIR) (350nm a 1.700nm) no intuito de discriminar polpas humanas vitais de outras polpas sintomáticas de pulpite. A Análise dos Componentes Principais (PCA) sobre os espectros de reflexão ainda propôs modelos matemáticos de diferenciação dos grupos. Os resultados revelaram que a reflexão óptica pode discriminar o status da vitalidade de polpas humanas vivas; e a análise estatística da PCA revelou precisão de acerto de 100% para radiações NIR e 95% para radiações VIS

ABSTRACT. Gold nanoparticles have numerous applications in medicine. The differences in size, shape and surface properties make their applications becoming versatile, for example, photothermal therapy and tracing tumors (biomarkers). It has recently been demonstrated in the literature that incorporation of gold nanoparticles in the structure of 5-aminolevulínco acid (5-ALA) improves the photodynamic properties of the drug. The study laser was aimed at the possibility of change in nanoparticle form, spherical to other shapes, including rods and prisms, resulting in plasmon bands at longer wavelengths, since nanoparticles more cylindrical shape presenting a window in the optical window region of the biological tissue and thus the light applied to PDT have greater depth of penetration into the tissue. Thus we propose in this study, synthesizing gold nanoparticles with 5-ALA, to perform diagnosis and therapy (Teranóstica) diseases of uncontrollable growth, a simpler, less invasive and cheaper.

ABSTRACT. Neste trabalho é apresentada uma metodologia para avaliação de anemia em ratos Wistar e cães explorando câmeras de smartphones e técnicas de processamento de imagens. A técnica proposta de analise de cor em imagens obtidas por dispositivo celular não necessita de uso de calibradores de cor. Para este estudo anemia aguda foi induzida em um grupo de 15 ratos Wistar jovens. Também foi avaliado um grupo de 13 cães, saudáveis e anêmicos. A determinação de anemia nos animais foi estabelecida clinicamente e por hemogramas. Com o método proposto, verificou-se um percentual de acerto entre 73,3% e 86,6% para a determinação de anemia em ratos Wistar, e de 70,0 % na avaliação de anemia em cães. Os resultados obtidos indicam a possibilidade de estender a metodologia para diagnóstico de anemia em humanos.

ABSTRACT. Topical use repellents are recommended by the international community as an effective practice to prevent diseases transmitted by Aedes aegypti like zika fever, chikungunya fever and dengue. This paper presents the Raman spectroscopy used to evaluate the presence of DEET in repellants applied in human skin. A group of volunteers had been applied DEET-based repellents in lotion and “spray” and Raman spectra of each test point has been collected. A control point was also measured. The Raman spectra showed characteristics peaks of DEET and both presentations showed peaks with same intensity. Raman spectra corresponding to DEET on skin showed three characteristic peaks in both presentations: lotion and “spray”, indicating that both products could be detected in the skin.

ABSTRACT. A osteopenia e a osteoporose são distúrbios osteometabólicos caracterizados pela diminuição da densidade mineral óssea (DMO), com deterioração da microarquitetura óssea. Vários métodos de indução da osteopenia são relatados na literatura, mas a indução em corpo inteiro é verificada apenas em métodos não reversíveis. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento mecânico de ratas submetidas a um modelo novo de indução da osteopenia através da suspensão de corpo inteiro. Método: Foram utilizadas dezoito (18) fêmeas da raça Rattus Norvegicus Albinus, da variedade Wistar, com 10 semanas de vida e massa corporal entre 200 e 290 gramas. Os animais foram divididos igualmente (n=9) em 2 grupos, sendo: GS21 - Grupo Suspenso por 21 dias e GC21 - Grupo Controle 21 dias. Os animais do grupo GS21 foram mantidos suspensos por 21 dias através de uma vestimenta confeccionada em tecido emborrachado, levemente elástico e trabeculado. Essa vestimenta foi presa através de argolas em uma plataforma de madeira que foi encaixada nas bordas da gaiola Beira Mar®, mantendo os animais suspensos. As ratas foram submetidas à eutanásia e após necropsia e dissecação das tíbias e úmeros do lado direito, as análises foram realizadas. As propriedades avaliadas no ensaio mecânico de três pontos foram Força Máxima e Rigidez Relativa. Resultados: Houve uma redução da força máxima e da rigidez relativa de úmeros e tíbias do grupo GS21. Conclusão: O protocolo proposto de suspensão de corpo inteiro se mostrou eficaz para a redução da força máxima e rigidez relativa em ossos de ratas.

ABSTRACT. Spreading Depression (SD) waves are characterized by a suppression of the rapid neuronal activity which propagates radially in form a self-sustained wave over excitable media, such as the cerebral cortex and chick retina. This phenomenon has been strongly associated with epilepsy, and its study contributes to understand the mechanisms involved with epileptic activity. The aim of this work was to study the influence of the refractoriness period in the propagation of the spiral waves in excitable media, especially in chicken retina, by means of mathematical modeling and experimental protocol. Reductions of cell recovering rate during propagation of spiral waves were simulated. In experiments, aiming the reductions of cell recovering rate during wave propagation, ouabain was applied to block Na+/K+ pump. Results indicated that the recovery of ionic gradient has a important role in sustaining SD spiral waves, in its duration and also it is the main modulator of the tip trajectory of SD spiral waves.

ABSTRACT. The occurrence of spiral waves of Spreading Depression (SD) can cause irreversible damage to neuronal tissue. The goal of this study was to investigate, by means of mathematical modeling and experimental maneuvers, the mechanisms responsible for the propagation of SD spiral waves. The mathematical model describes cell types and basic biophysical mechanisms of cortical tissue. SD spiral waves were also induced in experiments with retina of chicken. Results suggest that the K+ movement through the cell membrane, by channels and Na+/ K+ pump, is the main factor responsible for the SD spiral trajectories along the neuronal tissue.

ABSTRACT. This work deals with long human bones constitutive description of its long term response to mechanical loading. In fact, two bone tissues, trabecular and cortical, can coexist at the same human long bone. The mineralized cortical bone has some directions with major strength, which can characterize anisotropic mechanical behavior. Incremental one-dimensional rate-sensitive constitutive models for cortical and trabecular tissues are discussed. Cortical is modelled as viscoelastoplastic and trabecular as viscoelastic materials. The influence of strain rate and creep behavior are analyzed for each tissue and for the two tissues combination, considering that they are arranged in parallel fashion. The results shows that trabecular model proof to be much less sensitive to strain rate that the cortical one, resulting in a trabecular dominant response. The creep long term response of the combined tissues provided to be stiffer than both tissues individually.

ABSTRACT. A avaliação de conformidade por terceira parte pode se inserir no contexto regulatório dos dispositivos médicos como uma ferramenta para avaliação da segurança e desempenho destes produtos no momento da sua aprovação pré-mercado. Como órgão regulamentador destes produtos, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) utiliza-se deste recurso para avaliação de parte dos produtos por ela aprovados. O presente estudo visa discutir os possíveis limitantes deste processo ao identificar o conjunto de produtos certificados no universo de produtos aprovados pela agência nos últimos cinco anos (2010-2015).

ABSTRACT. Admitindo a correlação entre medidas antropométricas com a localização primária de ponta do Cateter Central de Inserção Periférica (PICC) em região central. Investigou-se a contribuição da técnica de mensuração do PICC por intermédio da biometrologia para o sucesso do procedimento de inserção de cateter. Trata-se de estudo transversal, prospectivo com abordagem quantitativa sobre o sucesso no implante de PICC em pacientes usuários de um hospital público do Paraná. 35 pacientes receberam o PICC para terapia intravenosa. Constatou-se taxa de sucesso do procedimento de 97%. A mensuração adequada do PICC, por intermédio da biometrologia, aumentou o êxito do procedimento.

ABSTRACT. Este trabalho teve como objetivo identificar o perfil de utilização do medicamento trastuzumabe no tratamento do câncer de mama feminino no estado do Rio de Janeiro. Foram utilizados os dados registrados no Subsistema APAC-ONCO/SIASUS no período de janeiro a dezembro de 2013, ano de incorporação do trastuzumabe no SUS. Foram utilizadas variáveis dicotomizadas, relacionadas a características do estabelecimento de saúde e do caso clínico. A análise de agrupamentos hierárquica aglomerativa foi realizada com o software estatístico R, utilizando três diferentes métodos de ligação (individual, completo e média) e como medida de similaridade o coeficiente de concordância simples. O número de grupos foi definido pela análise do dendrograma e pelos índices de otimização do número de agrupamentos do pacote NbClust do R. Foram analisados 2.257 procedimentos com utilização de trastuzumabe, equivalendo a 2,32% do total de 97.228 procedimentos de quimioterapia. Destes foram identificados 597 casos de câncer com 87% tratados na unidade de referência. A análise de agrupamentos identificou três grupos, dos quais o grupo um concentrou casos em estádio avançado que receberam politerapia neoadjuvante; o grupo dois incluiu os casos em estádio avançado tratados com monoterapia adjuvante e com um tempo maior para iniciar o tratamento com trastuzumabe; e o grupo três com casos em estádio inicial tratados com politerapia adjuvante. Os grupos revelaram um perfil de utilização do medicamento orientado pela gravidade dos casos, fornecendo informação relevante para o monitoramento do uso do trastuzumabe no SUS.

ABSTRACT. The study presents an analysis of quantitative assays on electrosurgical units conducted by the Technical Evaluation Laboratory of IEB/UFSC. The selection of the medical device follows from the high rate of associated adverse events, enabling a global overview about the technological situation of it in the public hospitals from of state of Santa Catarina. The methodology used consists in justify the selection of the medical equipment through research in periodicals and data base, followed by collection and analysis of metrological assays carried out by the laboratory in accordance with the standards NBR IEC 60601-2-2 e Procedure/checklist 411-0595 – Electrosurgical Units - ECRI. The period of the analyzed sample was twelve years, totaling 878 tests. The electric scalpel achieved an overall failure rate of 72%. Of the four operating modes of the electric scalpel evaluated separately, the function Blend2 achieved the highest failure rate (44%). The evidences of this research show the need of performing periodic metrological tests and predictive maintenance, evaluating and qualifying the functionality and safety of medical equipment, as well as, dissemination actions to promote the metrological awareness in health.

ABSTRACT. This work presents a method for clusters partition and outlier remotion, which can be used to improve pattern separation, but preserving discrete useful patterns. The Mahalanobis distance and representation entropy are here used to obtain partitions of each clusters, while Davies Bouldin, I, Calinski-Harabasz, and Silhuette indices are tested to select the partitions that provide an acceptable separation. The proposed method was used in a learning stage of a BCI to recognize gait planning. Results indicate an improvement of gait planning recognition, as well as the homogeneity detection throughout the time.

ABSTRACT. This work presents a theoretical analysis of the direct-method feedback-canceller subject to a saturation type nonlinearity at its output. This situation may occurs in low cost hearing aids, when the loudspeaker works under overdriving conditions. A deterministic recursive equation to the mean square feedback error was obtained, assuming updates of the adaptive canceller based on the LMS algorithm. Monte Carlo simulations show accurate matching with theoretical predictions for small adaptation step-sizes and medium-to-large nonlinearity degrees. The obtained results may help hearing-aid designers to predict performance losses due to the choice of cheaper nonlinear loudspeakers.

ABSTRACT. Over 530,000 new cases of cervical cancer are diagnosed worldwide per year. It is responsible for about 265,000 deaths of women. When detected in the early stages, the probability for the cure may achieve 100% of the cases. The detection is mostly detected by the pap smears exam and followed by colposcopy examinations. The diagnosis is then confirmed by biopsies. Coadjutant diagnosis technology tools may help to detect early stages of the disease, such as the Electrical Impedance Spectroscopy (EIS). It measures the impedance spectra of tissues under study. This paper presents preliminary classification results from EIS measurement of cervical tissue from 30 patients by using a commercial impedance probe (ZedScan from Zilico Ltda). The classifications were performed with pattern recognition methods (k nearest neighbor, Support Vector Machines and Neural Networks), in which, the algorithms were implemented in MATLAB. The ROC curves were calculated and then compared to the ones obtained by Cole equation found in the literature. The results showed that the linear classification method KNN obtained higher impedance values. A ROC of 0.81 was found to the kNN in comparison with 0.875 for Cole equation. It can be concluded that the proposed pattern classifiers might be a powerful alternative tool for tissue characterization by differentiate normal to cancer one used in EIS technique.

ABSTRACT. A evolução temporal do teste F-espectral (TFE) foi utilizada para investigar o Beta Rebound em sinais EEG de 30 voluntários destros (15 Atletas e 15 Não-atletas) coletados durante protocolo de imagética motora (IM). Para tal, realizaram-se 30 tarefas IM de ataque de voleibol, avaliadas em 3 blocos de 10 tarefas. Para cada bloco, estimou-se o mapa de tempo-frequência (periodograma de Bartlett), considerando-se 8 trechos sequenciais e não justapostos de 1 s de duração (resolução: 1 Hz). A evolução temporal do TFE(f) foi calculado para faixas de 2 Hz, tomando-se como referência o trecho de menor potência dentro desta faixa. Para = 2,5% e Mx = My = 10 épocas, assumiu-se o Beta Rebound quando TFE(f) > TFEcrit = 2,38. Para os dois grupos de voluntários, o Beta Rebound ocorreu entre 14 e 25 Hz. Para cada grupo, a análise da evolução temporal do TFE(f) indicou similaridade nos intervalos de tempo em que se assumiu o Beta Rebound. Por outro lado, tal intervalo foi menor para os Não-atletas no primeiro (Mann-Whitney, p = 0,03) e segundo blocos de tarefas (p = 0,005). Os achados indicam que o tempo de execução da tarefa de IM estaria associado à experiência em realizar o movimento de ataque de voleibol.

ABSTRACT. Os Sistemas de Planejamento de Tratamento (SPT), softwares de planejamento em radioterapia, foram desenvolvidos para prever a dose que será entregue ao paciente, antes da execução do tratamento. Os algoritmos de cálculos de dose dos SPT podem considerar as heterogeneidades dos tecidos. O filme dosimétrico é indicado para avaliar as diferenças entre a dose planejada e a dose depositada no tratamento. Pacientes com câncer na região da cabeça e pescoço são imobilizados com máscaras termoplásticas, as quais contribuem para aumento da concentração de dose na pele. O objetivo deste artigo é comparar doses medidas in vivo em pacientes tratados com radioterapia na região cervical com a dose prevista por dois algoritmos diferentes de cálculo de dose, a saber: com e sem correção de heterogeneidade. Foram comparadas ainda as doses medidas na pele dos pacientes tratados com a técnica de 2 campos paralelos-opostos e com campos oblíquos. O efeito do aumento de dose na pele, devido à máscara termoplástica, foi avaliado para cada uma dessas técnicas. Os pacientes foram separados em dois grupos de acordo com a técnica: 5 pacientes tratados com 2 campos paralelos-opostos e 5 pacientes tratados com campos oblíquos. Esse estudo não observou diferenças significativas na dose medida na pele para as duas técnicas de tratamento, nem quando analisado o efeito da máscara termoplástica. O algoritmo que utiliza correção de heterogeneidade previu resultados mais próximos aos medidos com filmes dosimétricos, embora ambos algoritmos superestimem consideravelmente a dose na pele.

ABSTRACT. O objetivo deste estudo foi testar um método baseado na força de radiação (FR) como alternativo e/ou complementar para estimar a atenuação ultrassônica em materiais, usando o ultrassom (US) terapêutico. Três materiais foram testados: glicerol, PVCP e epóxi. O método transmissão-recepção (TR) foi usado como referência. O coeficiente de atenuação (α) dos materiais foi estimado usando ambos os métodos, os resultados sugerem que em baixas potências do US ocorre maior aproximação entre os métodos. Em altas potências, efeitos não-lineares podem influenciar a estimação da atenuação. Os resultados mostram que a avaliação do α usando o método da FR é possível, no entanto, é necessário aperfeiçoar a montagem experimental para testar em uma ampla gama de potências, outros materiais e adequando a espessuras dos mesmos.

ABSTRACT. Calorimeters can be employed in the measurement of temperature of a medium heated by ultrasound. The temperature elevation is attributed to the absorbed energy at a depth of a biological tissue mimicking phantom. The goal of the work is to present the project and construction of a calorimeter that serves as a tool to study heating protocols of ultrasound therapy. The calorimeter is a combination of PVC cylinders with different sizes that can be interconnected. Thermocouples were positioned at 10mm, 30mm, 50mm and 80mm depth. The calorimeter was tested using physiotherapeutic equipment with a 1MHz transducer. Experiments were repeated 20 times. Temperature average was higher on the central thermocouple at 10mm depth. The constructed calorimeter is adaptable to the desired number of thermocouples and phantoms, and allows the researcher to evaluate more examples of applicable protocols of ultrasonic irradiation.

ABSTRACT. The ultrasound has been used as therapeutic agent. When applied in biologic tissue, it can bring on significant responses on cells and to induce to heating. However, doses or time of application bad chosen can lead to overheating or tissue damages. In Brazil, it were not found reports of breast engorgement treatments using therapeutic ultrasound, maybe owing to the lack of knowledge. The aim of this work was to verify de breast phantom heating after therapeutic ultrasound application using infrared camera. The images were analyzed by three different ways: 1) superficial areas, 2) heating areas and 3) heating points. The heating point technique was the best representative way.

ABSTRACT. Em Unidades de Terapia Intensiva (UTI) são encontrados com muita frequência, pacientes que possuem sua função ventilatória comprometida, e assim, necessitam de ventilação mecânica invasiva, utilizando, mais comumente, tubos endotraqueais e as cânulas de traqueostomia (próteses endotraqueais). Essas próteses possuem um balonete (cuff), que garantem a ventilação adequada. O cuff transmite diretamente a pressão na mucosa, favorecendo lesões na parede traqueal. Para evitar a incidência dessas lesões é imprescindível monitorar a pressão exercida pelo cuff. Valores entre 20-30 mmHg ou entre 25-35 quando realizada a medida em cmH2O são considerados seguros para evitar lesões isquêmicas dos vasos e outras importantes lesões precoces da mucosa traqueal, provocadas por hiperinsuflação do cuff. Muitos autores concordam que a melhor prática para evitar ou minimizar futuras lesões é a insuflação do cuff com pressão mínima, que seja suficiente para vedar a traqueia e não permitir o escape de ar durante a ventilação, sem ultrapassar os 35 cmH2O. Porém, quando a pressão do cuff é insuficiente para vedar a traqueia, o risco de bronco aspiração aumenta, podendo levar a infecções pulmonares e em casos extremos até a morte. A pressão do cuff, que atualmente é medida através de Cuffômetros manuais, operados por profissionais que devem ser bem treinados e conscientizados. Este estudo objetivou demonstrar um protótipo de Cuffômetro Digital Automático (CDA), bem como seu comportamento em teste com pulmões artificiais, o qual se mostrou eficiente em garantir a pressão ideal do cuff.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta um sistema armband para aquisição de sinais de eletromiografia de superfície (sEMG) de múltiplos canais com um giroscópio para indicar a direção do movimento. A armband possui 16 eletrodos dispostos em 8 canais bipolares e foi alocada no braço, enquanto que o giroscópio foi colocado no punho para medir a velocidade angular no eixo Y. Os dados foram coletados por meio de um sistema de aquisição de dados com interface em LabVIEWTM. As análises permitiram identificar, de forma mais flexível, os músculos dos braços. Assim, por meio das aquisições obtidas pelos movimentos realizados, os sinais podem ser relacionados espacialmente aos grupos musculares correspondentes aos movimentos.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta a elaboração de um sistema de captura de sinais de eletromiografia de superfície (sEMG). O circuito integrado ADS1299 é destinado a aplicações de eletrocardiograma (ECG) e eletroencefalograma (EEG), porém, o sistema elaborado realiza a aquisição de sEMG através da integração entre o software LabVIEWTM com o microcontrolador C2000. A tecnologia Bluetooth® foi usada com a finalidade de aumentar a mobilidade do sistema e isolá-lo da rede elétrica de distribuição. A faixa de leitura ficou estabelecida em ± 35 mV com uma resolução de 68 μV e frequência de amostragem de 1000 amostras por segundo. Os resultados demostram que o sistema captura adequadamente os sinais de sEMG em modo diferencial em todos os oitos canais disponíveis.

ABSTRACT. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma alternativa de baixo custo para palmilhas instrumentadas para a medição dinâmica da pressão plantar. Foram utilizados sensores piezoelétricos comerciais de fácil acesso e baixo custo. O processamento do sinal é realizado por filtros passa-banda com amplificadores de carga. Os dados foram analisados na plataforma LabVIEW™. O sistema se mostrou viável em análises de movimentos e apresentou informações que podem ser utilizadas para futuras avaliações do tipo de pisada, tipo de arco do pé, intensidades de pressão plantar por região e análises de marcha humana.

ABSTRACT. The cardiac left ventricular (LV) motion field can be obtained from 4D gated nuclear medicine images using techniques such as optical flow, providing valuable clinical information. However, the images are much larger than the region of interest (ROI), and in order to reduce storage size a method is required for location of the LV in the image and cropping to a volume that contains the LV. Following motion quantification, another method is required to delineate LV structures so that the motion field pertaining to the myocardium can be selected. Our approach in the location and cropping stage relies on a feature of short axis (SAX) slices from cardiac Fludeoxyglucose (FDG) PET images, in which the mid-section of the LV appears as a ring of muscle with approximately concentric inner and outer circular borders. The Hough circle transform is applied to the slices and the LV is located using cluster analysis of circle centres followed by the standard deviation of circle radius, and the image cropped. The delineation stage uses distance regularized level set evolution algorithm to delineate the outer LV border, with a prior obtained from the Hough circle transform, followed by thresholding, to define the inner border. Tests were run with 336 SAX slices, segmented manually and using the automatic method, to find optimum level set parameters and threshold. The performance was quantified using the dice similarity measure (DSM). Our method found a maximum DSM of 91.31% with the optimum parameters, compared with the manual segmentation.

ABSTRACT. A acromegalia é uma doença rara caracterizada pelo crescimento de extremidades e partes moles em consequência de hipersecreção de hormônio do crescimento. O presente artigo visa identificar e quantificar possíveis alterações morfológicas das vias aéreas em pacientes acromegálicos. Imagens de tomografia computadorizada de tórax foram obtidas em 28 pacientes acromegálicos e 20 indivíduos saudáveis. Uma região de interesse foi delimitada desde a traqueia até os brônquios principais e, em seguida, um modelo simplificado da estrutura foi obtido para determinação das linhas centrais, preservando sua geometria e características principais. Os parâmetros geométricos tais como área, perímetro, diâmetro, sinuosidade e estenose foram então calculados. Uma significativa traqueomegalia (área=275±158 vs 215±112 mm², p = 0,0056) e boncomegalia tanto direita (177±95 vs 132±58 mm², p = 0,0004) quanto esquerda (97±67 vs 70±46 mm², p = 0,0038) foi observada nos pacientes acromegálicos quando comparados aos controles. Em sete pacientes acromegálicos ainda foi observado a presença de estenose, caracterizada por uma variação entre maior e menor área da traqueia superior a 50%. Com o método empregado foi possível identificar e quantificar a presença de traqueomegalia e broncomegalia além de significativa estenose traqueal em pacientes acromegálicos.

ABSTRACT. Atualmente o escaneamento 3D vem sendo amplamente utilizado, especialmente na área da engenharia biomédica. Dentre suas inúmeras aplicações, podemos citar a geração de modelos para a confecção de calçados, palmilhas, próteses, órteses, roupas esportivas, fusão de imagens para diagnóstico, entre outras. O presente estudo tem como objetivo analisar um protocolo de coleta de imagens 3D da articulação do tornozelo, bem como descrever as variáveis encontradas durante a aquisição e pós-processamento. Dois sistemas de escaneamento 3D, com tecnologias diferenciadas, foram empregados: Luz Estruturada (Gemini) e Laser Scanning (REVscan). As coletas foram realizadas no mesmo dia, na região articular do tornozelo esquerdo, em um voluntário saudável. Foi analisado o tempo de preparação, de aquisição, e de pós-processamento de cada sistema e as diferenças entre as tecnologias nas imagens 3D adquiridas. Observou-se nesse estudo que o protocolo sugerido para geração de imagens 3D foi satisfatório para ambas as tecnologias. A tecnologia a base de Laser Scanning resultou numa melhor qualidade e precisão, no entanto o tempo de aquisição foi relativamente longo (T2: 38 min), quando comparado ao Gemini (T2: 9 min). Contudo, o tempo total do REVscan foi inferior ao tempo total do Gemini. Sendo assim, o critério de seleção sobre qual sistema/tecnologia empregar, dependerá da prioridade da aplicação e finalidade em questão: tempo de aquisição ou precisão requerida.

ABSTRACT. A utilização de tecnologias educacionais tem sido crescente na área da saúde, com diversas aplicações como a simulação de cirurgias por meio de realidade virtual. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um aplicativo, que permitisse ao usuário a visualização de imagens radiográficas simuladas, a partir da reprodução de diferentes posicionamentos radiológicos por modelos computacionais. Para realizar o trabalho, foram utilizados modelos computacionais das articulações do joelho e cotovelo. Cada modelo foi inserido em um ambiente virtual no Blender 3D, para reprodução dos posicionamentos radiológicos e simulação das radiografias. Em seguida, as imagens obtidas foram inseridas no programa GameSalad para desenvolver o aplicativo. Após finalizado, este aplicativo possibilitou visualizar a reprodução dos posicionamentos radiológicos pelos modelos computacionais, as respectivas imagens radiográficas simuladas e quais estruturas anatômicas são melhor avaliadas em cada uma. Assim, o aplicativo desenvolvido apresentou potencial para ser empregado como complemento ao ensino de estudantes de cursos de radiologia e para auxiliar profissionais em caso de eventuais dúvidas, contribuindo para evitar a exposição desnecessária de pacientes à radiação, em consequência da realização errônea de posicionamentos radiográficos.

ABSTRACT. Na dinâmica de multicorpos, além das equações diferenciais que regem o movimento do mecanismo, também deve-se levar em consideração equações algébricas que lidam com suas restrições cinemáticas. Ao invés de se trabalhar com as equações de restrição em sua forma algébrica, frequentemente elas são derivadas de modo a fazer com que as equações de movimento sejam equações diferenciais ordinárias. Isso gera a possibilidade de uma série de formulações para integrá-las em procedimentos de simulação dinâmica. A formulação de Lagrange Aumentado é uma das mais frequentemente utilizadas devido a sua robustez e relativa eficiência, por mais que se trate de um método iterativo. Esse trabalho tem como objetivo comparar duas formas de integrar as equações de movimento de um sistema de multicorpos pela formulação de Lagrange Aumentado. No método 1 as equações de restrição e suas derivadas em primeira e segunda ordem com respeito ao tempo foram otimizadas juntas; enquanto no método 2 elas foram otimizadas separadamente por meio de projeções em velocidades e acelerações. O movimento analisado foi um ciclo do exercício de “flexão de braço”. Os resultados sugerem que a integração pelo método 2 faz com que as restrições e suas derivadas sejam melhor cumpridas. Contudo o método 1 mostrou-se mais eficiente para o movimento analisado. Ambas tiveram performance semelhantes quando comparadas com os sinais coletados.

ABSTRACT. The aims of this study were to examine group differences in muscle activation onset of the vastus medialis (VM) in relation to the vastus lateralis (VL) and pain level during stair ascent in females with patellofemoral pain (PFP) who maintain high and moderate levels of physical activity; to determine the association between physical activity level and muscle activation onset. Forty-three females with PFP and thirty-eight pain-free females were recruited and divided into four groups based on their level of physical activity: females with PFP (n = 26) and pain-free females (n = 26) who practiced a moderate level of physical activity and females with PFP (n = 17) and pain-free females (n = 12) who practiced an intense amount of physical activity. Participants were asked to ascend a seven-step staircase and the VM and VL activation onset was determined. Females with PFP who practiced high level of physical activity demonstrated delayed onset of VM (4.06 ms) compared to healthy females (14.4 ms). Conversely, females with PFP who practiced moderate level of physical activity did not present VM delay (2.48 ms) in comparison to healthy females (9.89 ms). Furthermore, physical activity significantly correlated to the muscle activation onset difference (p = 0.005; R = 0.60). These findings may explain why controversial results regarding VM and VL muscle activation onset have been found.

ABSTRACT. A Doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa progressiva e incapacitante. Dentre os sintomas motores na DP, incluem-se o comprometimento da execução do movimento voluntário dos membros inferiores. Um acúmulo de evidências tem demostrado que há ausência ou redução da atividade eletromiográfica (EMG) em músculós específicos, incluindo o tríceps sural e o tibial anterior durante a marcha. Nosso objetivo é explorar os padrões de torque e distribuição de força isométrica entre os componentes do tríceps sural e seu principal antagonista tibial anterior através do modelo EMG-driven. A eletromiografia foi feita de maneira sincronizada com o dinamômetro. Para estimar o torque individual, aplicou-se um modelo muscular EMG-driven. Com relação a um grupo controle de idade pareada, percebeu-se um possível padrão alterado de ativação dos componentes do tríceps sural para manutenção de um degrau submáximo de flexão plantar. Além disso, observou-se uma maior ativação do antagonista tibial anterior.

ABSTRACT. O Módulo Tangente parece ser a forma mais adequada para analisar as propriedades mecânicas do tendão calcanear, cuja a metodologia foi recentemente publicada (Oliveira et al., 2016). O objetivo do trabalho é investigar a confiabilidade das medidas utilizadas no cálculo do módulo tangente pela metodologia proposta: ângulo de repouso do tornozelo, braço de momento do tendão, comprimento da perna, comprimento do tendão calcanear , área de secção transversa do tendão, ângulo máximo de dorsiflexão e pico de torque passivo. As medidas foram realizadas em duas visitas ao laboratório em dez indivíduos saudáveis. A confiabilidade dos parâmetros analisados variou de razoável (com CCI de 0,523) a excelente (com CCI de 0,952) e a consistência interna encontrada foi de “moderada” a “muito alta” (alfa de Cronbach variando de 0,687 a 0,975). Os resultados indicam a possibilidade de reproduzir a metodologia e garantir resultados confiáveis na estimativa do módulo tangente.

ABSTRACT. Introdução: The titanium dioxide (TiO2) is a photocatalyst known for your capacity to oxide a wide range of organic contaminantes and destroyed microbial cells [1]. But it has some limitations to this applicability, especially dues to low surface area of synthesized material. An alternative to this problem is the synthesis of such nanostructures or nanopouros thin film with high surface roughness, nanotubes, nonofibers, etc. Nanostructures antimicrobial based on TiO2 has been actively investigated in recent years [1]. They have a broad spectrum of activity against microorganisms, including Gram-Negative and positive, and fungi wich is particularly important for multi-drug resistant strains [2]. In this work coatings nanoestructured TiO2 in the form of nanostructured thin film and nanotubes were grown using deposition techniques by atomic layer and cathodic anodizing, respectively photoactivity and antibacterial activity test were conducted to discuss the effect of the nanostructures and the crystal orientation of material.

Materiais e Métodos: Filmes finos de TiO2 foram crescidos sobre substrato de silício (100) pela técnica de deposição por camada atômica em diferentes temperaturas de processo (100-400ºC) [3]. Nanotubos de TiO2 foram crescidos em substrato de titânio de alta pureza utilizando a técnica de anodização catódica utilizando uma solução de etileno glicol e NH4F em temperatura ambiente e tensão de processo da ordem de 50 V. Os materiais sintetizados foram analisados quanto sua estrutura e morfologia através das técnicas de difratometria de raios-x e microscopia eletrônica de varredura. Quanto a atividade fotocatalítica foi avaliada o efeito do material na degradação dos componentes orgânicos do azul de metileno em água sob radiação ultravioleta (UV) com uma irradiância de 11 W/m2 durante o período de 2 h. A técnica de espectrofotometria foi utilizada para medir a absorbância da solução e através da lei de Lambert-Beer determinar a respectiva concentração. A atividade antibacteriana foi mensurada realizando o seguinte procedimento: foram preparadas suspensões bacterianas de Escherichia coli, na concentração de 106 UFC/ml em solução fisiológica. Substratos de TiO2 de 1 cm2 foram expostos a 100 µl da suspensão bacteriana previamente preparada e submetidos a luz UV por 1 h em temperatura ambiente. As amostras tratadas e não tratadas foram lavadas com solução fisiológicas e cerca de 100 µl dessa solução foi semeada em LB ágar e incubada a 37ºC por 24 h. Posteriormente, realizou-se a contagem das unidades formadoras de colônia e determinação do percentual de redução.

Resultados: Filmes de TiO2 foram obtidos nas fases amorfa e anatase com rugosidades médias entre 1 a 10 nm. A análise fotocatalítica indicou uma redução da concentração de azul de metileno em até 40% para filmes na fase anatase (sintetizados em temperaturas entre 250 – 400ºC). Por outro lado, nanotubos de TiO2 foram crescidos com um comprimento da ordem de 10 µm e diâmetro de tubo na ordem de 100-300 nm. Os nanotubos foram sinterizados em uma temperatura de 350 ºC de modo a converte-los para fase anatase, visando o aumento do poder fotocatalítico. Analises com azul de metileno indicaram uma fotodegradação da ordem de 60% durante o período de exposição UV de 2 h. A análise antibacteriana mostrou uma diminuição da concentração de E. coli de 40% para o filme fino e de 50% para os nanotubos de TiO2.

Conclusões: Conclui-se que o processo fotocatalítico de antibacteriano depende fortemente da estrutura e da morfologia do material TiO2. Apesar da melhor eficiência dos nanotubos de TiO2, sua síntese em superfícies isolantes não é possível, impedindo o uso da técnica para recobrir materiais poliméricos como poliuretano e PVC, de uso frequente em materiais hospitalares. Assim, é recomendado o uso de filmes finos de TiO2 otimizados para recobrimentos em tais materiais.

Referências: [1] R. S. Pessoa, M. A. Fraga, L. V. Santos, M. Massi, H. S. Maciel. Nanostructured thin films based on TiO2 and/or SiC for use in photoelectrochemical cells: A review of the material characteristics, synthesis and recent applications. Materials Science in Semiconductor Processing, v. 29, p. 56-68, 2015. [2] V. Scuderi, M.A. Buccheri, G. Impellizzeri, A. Di Mauro, G. Rappazzo, K. Bergum, B. G. Svensson, V. Privitera, Photocatalytic and antibacterial properties of titanium dioxide flat film, Materials Science in Semiconductor Processing v. 42, p. 32–35, 2016. [3] W. Chiappim, G. E. Testoni, J. S. B. Lima, H. S. Medeiros, R. S. Pessoa, K. G. Grigorov, L.V. Santos, H. S. Maciel. Effect of process temperature and reaction cycle number on atomic layer deposition of TiO2 thin films using TiCl4 and H2O precursors: correlation between material properties and gas phase environment. Brazilian Journal of Physics v. 46, p. 56-69, 2015.

ABSTRACT. Silicon carbide (SiC) has been studied because of its properties, which qualify for applications in biomedical, space and microelectronics such as: high strength, high hardness, biocompatibility, resistance to high temperature, among other physicochemical properties. There are several surface treatment methods for obtaining this film, among these methods the laser irradiation or laser cladding, has been shown to be a promising technique. This technique is based on dispersion of the powder precursor on the substrate followed by a laser irradiation creating a strong metallurgical bond between the film and the substrate. This process is fast, automated and performed in ambient atmosphere. In this work, stainless steel 316L coated samples were studied by using as laser cladding precursor SiC with TiO2 nanoparticles. The evaluation of the antimicrobial activity of the film over a standard strain of Escherichia coli was performed with and without UV radiation. Further analyzes were performed by spectroscopic X-ray scattering, Raman scattering, Fourier transform infrared, scanning electron microscopy, and optical profilometry.

ABSTRACT. According to standard ISO 10993:1, cytotoxicity assays are mandatory for all categories of health products, biomaterials included. The cytotoxicity can be estimated in vitro by different methods. However, thus far, there is not a methodology suitable for evaluating all biomaterials. Therefore, a better understanding and/or improvement of existing ones is necessary. This study seeks to comparatively analyze cytotoxicity assays by direct contat and on extracts, according to its sensitivity and specificity. We used known cytotoxic and non cytotoxic materials and Vero cell line, whose morphology, proliferation and viability were evaluated after 24 hours of exposure to the materials or their respective extracts. Morphological stability was qualitatively assessed according to degree of reactivity (0-4 scale), and data grouped in contingency table, where a higher grade than 2 was considered as cytotoxic effect. The cell proliferation and viability were evaluated qualitatively by inspection and quantitatively by exclusion of trypan blue. Viable and non-viable cells (stained) were counted in a hemocytometer for the characterization of proliferation, by means of the percentage of cell viability and cell density. Assays were compared using contingency tables and a viability and/or cell density reduced by 30% or more was considered as cytotoxic effect. Both assays were effective in the cytotoxicity assessment. The cell monolayers subjected to contact with non-cytotoxic reference sample or its extract showed similar cell density and morphology to the untreated control (cells only), with cell viability ≥ 95% and degree of reactivity ≤1. As for the cytotoxic material, the monolayers were partially or completely destroyed, and the assigned degrees of reactivity for direct contact and extract test were 3 and ≥4, respectively. The tests showed high sensitivity and specificity when analyzed the morphology and resulting cell density of the contact material or extract. For the cytotoxic material, the effect on the cells was different between tests, being more pronounced for indirect contact. In contrast, direct contact tests results showed greater variability regarding cell density data for both the reference materials.

ABSTRACT. A termografia por imagem infravermelha é o registro da distribuição da temperatura do corpo humano usando radiação infravermelha emitida pela superfície da pele. A temperatura cutânea de uma pessoa saudável possui uma simetria térmica indicativa de normalidade. O exame termográfico consiste na verificação das diferenças de temperatura entre as regiões simétricas do corpo. Uematsu et al. apresentam um protocolo, onde a superfície do corpo é dividida em 40 segmentos simétricos, e as diferenças de temperaturas consideradas normais para essas regiões. Com o objetivo de auxiliar no diagnóstico médico, técnicas de aprendizagem de máquina podem ser utilizadas para detectar padrões em imagens. O algoritmo de Viola-Jones permite a detecção de objetos e formas em imagens. O objetivo deste trabalho é detectar automaticamente segmentos simétricos pré-definidos do corpo, em imagens infravermelhas, usando aprendizagem de máquina e o algoritmo de Viola-Jones, e em seguida determinar as diferenças de temperaturas entre estas regiões simétricas do corpo.

ABSTRACT. Os polímeros inteligentes são materiais capazes de realizar atividades programadas mediante estímulo definido, químico e/ou físico. Os compósitos de polímeros iônicos inteligentes e metais (IPMC) apresentam mecanismo de movimentação baseado em migração iônica dentro do filme polimérico, que ocorre entre dois eletrodos metálicos flexíveis. A rede polimérica semi-interpenetrante (Semi-IPN) foi produzida utilizando-se poli(4-estireno sulfonato de sódio) e Poli-Acrilamida. O Semi-IPN obtido foi associado a folhas de alumínio e foram realizados testes de movimentação eletromecânica. O IPMC, após exposição à tensão elétrica, apresentou o movimento de dobra, bem como foram observadas características que indicam que o material também se comporta como gerador, além de sua ação esperada como atuador.

ABSTRACT. Introduction: Postural control is considered one of the fundamental motor skills of humans [1]. Deficiencies in this ability are associated with risk of falls, ankle instability and less athletic performance [1,2]. For assessment of postural control Posturography techniques have been employed. Among the measures commonly assessed, it is the center of pressure trajectory (COP), as an indicator of postural sway and its control [3]. It has been shown that the Yoga techniques, among other benefits, improve balance and posture in the anatomical point of view [4,5]. But still lack detailed studies of Posturography on the influence of Yoga practice in postural control. The objective of this study was a preliminary study to compare the postural control between practitioners and non-practicing of Yoga through Posturography.

Materials and Methods: The study included 15 healthy volunteers, 9 non-practicing Yoga (control group CG, 5 men, age: 24.67 ± 4.82, weight: 62.88 ± 7.97 kg, height: 1 72 ± 0.10 m) and 6 practitioners of Yoga (Yoga GY group, 2 men, age: 32 ± 8.17, weight: 64 ± 13.16 kg, height: 1.68 ± 0,11m), with at least two years of practice. For the collection, we used a force platform AMTI AccuSway ACS-PLUS / 105. The COP data were collected and processed with the Balance Clinic, version 2.2.01. Was asked each participant to remain on the force platform, barefoot, with open eyes and arms along the body, for 30 seconds, according to three protocols: (a) open base with two supports, (b) only support with right foot and (c) only support with left foot. The analyzed variables obtained by the Balance Clinic were the circular area, rectangular area and effective area [6]. We used Welch's t-test to test the equality between the means (null hypothesis - H0) by calculating a confidence interval of 95%

Results: The mean circular area, rectangular and effective obtained for the GY group in three conditions were as follows: (a) 0.28 ± 0.18 (in2), 0.18 ± 0.15 (in2), 0, 07 ± 0.07 (in2); (B) 0.82 ± 0.67 (in2) 0.63 ± 0.56 (in2) 0.16 ± 0.14 (in2); (C) 1.23 ± 0.81 (in2) 1.15 ± 0.90 (in2) 0.45 ± 0.43 (in2). For the control group the values ​​were obtained: (a) 0.36 ± 0.11 (in2), 0.24 ± 0.11 (in2), 0.07 ± 0.04 (in2); (B) 1.63 ± 0.43 (in2) 1.40 ± 0.39 (in2) 0.32 ± 0.14 (in2); (C) 1.55 ± 0.62 (in2) 1.26 ± 0.53 (in2) 0.33 ± 0.17 (in2). The confidence intervals for the three areas found were: (a) [-0.08, 0.24] [0.08, 0.20] and [0.6, 0.6]; (B) [0.222, 1.40] [0.26; 1.28] and [0.02, 0.30]; (C) [-0.42, 1.06], [-0.65, 0.87] and [-0.47, 0.27]. The variables that showed statistically significant differences between the means were the three areas in the condition (b). In this condition the displacement areas calculated for GC were superior to Gy, which is related to greater fluctuations and lower postural control.

Conclusions: This study showed no differences between practitioners and non-practitioners of Yoga, in the open base positions and support with the left foot. However, with the support on the right foot, the yoga practitioners had apparently better postural balance. In addition, the results seem to indicate an influence of dominance in gain motor skills related to the practice of Yoga. Preliminary results presented here require a larger number of subjects, comparing other postural conditions and to evaluate other parameters related to postural control.

References:[1] Donath L, Roth R, Zahner L, Faude O. Testing single and double limb standing balance performance: Comparison of COP path length evaluation between two devices. Gait & Posture. 2012; 36:439-443. [2] Engelhart D, Pasma JH, Schouten AC, Meskers CGM, Maier AB, Mergner T, Kooij HVD. Impaired Standing Balance in Eldery: a New Engineering Method Helps to Unravel Causes and Effects. JAMDA. 2014; 15:227.e1-227.e6. [3] Massani K, Vette AH, Abe MO, Nakazawa K. Center of pressure velocity reflects body aceleration rather than body velocity during quiet standing. Gait & Posture. 2014; 39:946-952. [4] Ülger Ö, Yağlı NV. Effects of yoga on balance and gait properties in women with musculoskeletal problems: A pilot study. Complementary Therapies in Clinical Practice. 2011; 17:13-15. [5] Shende MR, Parekh NAJ. Neuro-Anatomical e physiological correlates of yogic exercises on reaction time task. Journal of Anatomical. Soc. India. 2011; 60(2):227-231; [6] AMTI, Balance Clinic User’s Manual, Version 2.02.01, 2006.

ABSTRACT. Introdução: Durante cirurgias otorrinolaringológicas o nervo facial precisa ser localizado e monitorado para aumentar a certeza de integridade. Isto pode ser feito com auxílio de um dispositivo que excite o nervo através de um estímulo elétrico, observando-se o potencial mioelétrico (EMG) evocado. A monitoração do EMG e de suas características de latência e amplitude serve tanto para localização dos nervos quanto para permitir que o cirurgião avalie o estado funcional durante toda a operação, através de feedback auditivo e visual. Este trabalho visa desenvolver uma plataforma eletrônica que permita a geração dos estímulos e a monitoração dos potenciais evocados. A plataforma deve ser intrinsecamente segura e capaz de realizar processamento digital que separe a resposta do nervo dos artefatos do estímulo e do uso de eletro-cautério. A plataforma deve incluir interface gráfica, baixo consumo e mobilidade.

ABSTRACT. As doenças cardiovasculares são causadoras de 30% das mortes registradas mundialmente e são também silenciosas e assintomáticas tornando-se difíceis de identificar. A partir desse contexto surge a necessidade de desenvolver maneiras novas para avaliar previamente indivíduos e ajudar na medicação e no combate a essas doenças. O registro térmico digital (digital thermal monitoring – DTM) é uma técnica de avaliação do potencial cardíaco por meio do monitoramento das mudanças de temperatura nos dedos após a descompressão da artéria braquial. Durante a compressão da artéria braquial o fluxo de sangue altera a temperatura das mãos. Com a análise dessa alteração classifica-se a reatividade vascular do paciente. Este trabalho objetiva estudar a análise de imagens infravermelhas das mãos após compressão e descompressão pneumática braquial e o cálculo da curva de temperatura dos dedos durante o procedimento.

ABSTRACT. O uso do ultrassom no diagnóstico de lesões de mama vem sendo cada vez mais pesquisado devido ao elevado número de falsos positivos que resultam de exames mamográficos. As imagens dos nódulos, obtidas por ultrassom, são utilizadas para a extração de atributos morfológicos, os quais são capazes de definir a forma e geometria dos tumores, e consequentemente classifica-los em benignos ou malignos. Sendo assim, neste trabalho foi utilizada uma metodologia wrapper para realizar a seleção destes atributos, de modo a aumentar o desempenho do classificador, sendo este, uma rede neural artificial (RNA) do tipo Perceptron Multi-Camadas (MLP) com algoritmo backpropagation. Os resultados mostram que alguns subconjuntos de atributos apresentam um bom desempenho, medido através da área sobre a curva Receiver operating characteristic (Az), alcançando um resultado máximo de 0,835 na validação, enquanto o subconjunto total dos atributos, usados como baseline, obteve um desempenho de 0,762. Busca-se futuramente comparar os resultados obtidos através desta abordagem, com uma abordagem do tipo filtro, e comparar os subconjuntos selecionados para a etapa de classificação.

ABSTRACT. This paper presents the development of a portable functional neurostimulator capable of working using a closed-loop control system. For this purpose it is used a Tiva tm4c123G of Texas Instruments microcontroller which will be responsible for generating the PWM needed for muscle stimulation, an H bridge that represents the power stage in which occurs elevation and inversion of the voltage. To provide contraction in the quadriceps, robust PID controller so that the prototype can provide good response when facing variations in parameters due to differences from person to person. The prototype also has a touchscreen interface that will enable the user to: easily change parameters the control system and provide a selection between the stimuli applied between continuous (according to the leg angle) or simply a pulse. The feedbacks by the accelerometers are consonant with expectations and the control strategy, using a PID, has been simulated with the model that will be used in order to check the robustness to the variation of parameters and not susceptibility to external noise. The project cost was much lower if compared to the national manufactures a product with the same features.

ABSTRACT. Phantoms are materials that mimic biological tissue properties. Phantoms development is important once it makes it possible to evaluate the effect of techniques, such as ultrasonic tumor ablation without living tests subjects. This work aims to characterize acoustic parameters of a Poly(vinyl alcohol) solution that will be used to construct acoustic phantoms. Using the ultrasound transmission-reception technique, it was possible to conclude that ultrasound velocity of an aqueous 15% w/w PVA solution is almost constant during frequency variation. But there was an increase in the attenuation coefficient with the frequency. Further studies will evaluate the effect of polymeric chains cross-linking on the acoustic properties of the material.

ABSTRACT. Study of the physiological alterations experienced by astronauts when exposed to extraterrestrial environments through use of rodent animal models, given the physiological similarities, is of vital importance for the advancement of space research. In this context, this study aimed to develop a device for locating rodents within a confined environment, which is able to register the movement of these animals. This enables analysis of their behavioral change when, for example, the rodents are submitted to a simulated microgravity environment using postural inversion. The animals are placed in cages in which sensors are installed for determining their location over a period of time, thereby registering their activity to obtain the frequency and distance of their movements, as well as the time spent in each region of the cage. The equipment continually registers the spatial location of the animals through the use of a microcontroller and E2PROM memory. The system features a communication port for the transmission of data to a PC type computer. Computer software is being developed to enable estimation of rodent stress levels through evaluation of parameters, such as, length of time the rodents remained still, or how often they approached the food or water supplies.

ABSTRACT. There has been an incresead running participation of older individuals in pursuit of healthy ageing. Musculoskeletal function degeneration and altered running biomechanics have been suggested to play a role in the higher injury rate in older runners compared to young. Lower extremity joint moment redistribution has been consistently observed as an age-related gait adaptation. However, there is limited understanding whether ageing would affect both local and global lower extremity asymmetry. Older runners presented reduced support moment as a result of the lower ankle plantar flexion moment compared to young runners. No side-to-side differences were observed in the measured variables between young and older runners. The results of this study suggest that the reduction in muscle function as a result of ageing affects particularly the distal joints, the ankle plantar flexion moment, which in turn deteriorates the overall support moment.

ABSTRACT. Videogames can affect physiological variables, such as heart rate (HR). This project in development aims at controlling HR in closed-loop via changes in difficulty level of a videogame. HR is monitored with a chest strap and a USB module, in a TCP/IP server which connects to a game, in which the character speed and the width of the path, through which it has to pass without collision, are changed according to a target heart rate. In the proposed protocol, the subject rests for 1 min while the baseline HR is acquired. Then the subject plays the game for 3 min, with a target HR above the acquired baseline. Analyses such as the correlation between HR and difficulty level may evidence the effects of the videogame on the subjects. The initial findings are that the server could change the difficulty parameters according to the HR, and that the HR in two pilot experiments behaved differently, suggesting that the responses may vary.

ABSTRACT. A análise de imagens dermatoscópicas é um dos principais métodos utilizado no diagnóstico de melanoma e de outras lesões de pele. Por isso, sistemas de auxílio ao diagnóstico podem ser utilizados com o intuito de aumentar a acurácia do diagnóstico do câncer de pele. Na modelagem desses sistemas, a segmentação de imagens é considerada uma etapa fundamental, pois, o processo de segmentação define a região da lesão que será utilizada durante a classificação do sinal da pele. Portanto, o objetivo desse artigo é apresentar uma abordagem supervisionada para a segmentação de imagens dermatoscópicas. Diferentemente dos modelos de segmentação existentes, que costumam utilizar as redes neurais com o objetivo de classificar as lesões de pele, o sistema proposto aborda a utilização de uma Rede Neural Artificial para segmentação de imagens. Foram realizados experimentos com a RNA proposta em uma base de imagens de lesões da pele. Os resultados indicam que a metodologia desenvolvida é eficaz para a segmentação de imagens

ABSTRACT. A eletromiografia é uma técnica utilizada para avaliar e registrar o sinal bioelétrico coletado no músculo esquelético humano, durante o processo de contração muscular. Tem sido utilizada em diversas aplicações, sendo uma ferramenta importante em pesquisas relacionadas ao movimento humano e ao sistema neuromuscular. No entanto, devido aos altos custos dos eletromiógrafos comerciais, alguns pesquisadores ainda enfrentam dificuldades de acesso a estes equipamentos e acabam, muitas vezes, tendo suas pesquisas comprometidas por falta de recursos. Diante dessa dificuldade, o presente artigo apresenta o desenvolvimento de um sistema de baixo custo de aquisição, exibição e análise de sinais eletromiográficos (EMG). O sistema desenvolvido é composto por três módulos principais: o módulo de condicionamento de sinal, o módulo de digitalização e armazenamento e o módulo de software. Durante o desenvolvimento do sistema, a frequência de amostragem do sinal captado, foi um importante fator observado, estando relacionada com a qualidade do sinal coletado.

ABSTRACT. A atresia maxilar é uma deformidade dentofacial, na qual se observa uma discrepância da maxila em relação à mandíbula no plano transversal. O tratamento para a atresia maxilar consiste em realizar o procedimento de disjunção palatal que provoca a separação da sutura palatina. Apesar disso, podem surgir alguns efeitos colaterais tais como: o deslocamento inferior da maxila e a rotação para baixo e para trás da mandíbula. A aplicação de novas tecnologias é importante não somente para confirmar informações (obtidas a partir de métodos tradicionais), mas também para acompanhar a evolução dos tratamentos na ortodontia de modo não invasivo. Então, foi utilizado um scanner 3D para a mensuração facial pré e pós tratamento com disjuntor palatal em um voluntário. Durante o período avaliado, 15 dias do uso do aparelho disjuntor, foi verificada uma modificação na face, principalmente na região das narinas (0,86 mm) e da maxila (1,78 mm). O uso do scanner 3D para o escaneamento facial é capaz de mensurar pequenas mudanças volumétricas provocadas por este tipo de tratamento. Um estudo com um maior número de pacientes deve ser realizado a fim de constatar os achados observados nessa pesquisa.

ABSTRACT. O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade do uso da termografia infravermelha, para detecção de alteração da temperatura em áreas inflamadas no palato durante a disjunção palatal. Para isso foi instalado aparelho disjuntor palatal tipo McNamara numa voluntária com 7 anos de idade. Em seguida foi utilizada câmera térmica (FLIR modelo A325), a qual mostra através de imagem infravermelha as alterações de temperatura durante o procedimento de disjunção. O protocolo para a obtenção das imagens térmicas consistiu em realizar a termografia em ambiente climatizado para que não ocorram diferenças devido à variação climática. Também foi realizada padronização no posicionamento da voluntária. A câmera foi posicionada perpendicularmente à face do paciente com distância entre lente e lábio de 19 cm; e com o auxílio de um espelho intrabucal foi obtida a imagem do palato. As imagens foram obtidas por meio da câmera térmica em três momentos diferentes: T1 - imediatamente após a instalação do aparelho, T2 - 2 dias após a primeira ativação, e T3 - 7 dias após a primeira ativação. Foi observado aumento de 1,7 ºC na região da rafe palatina no 2º dia e queda de 0,6 ºC no 7º dia em relação ao 2º dia. Já na região lateral do palato foi observado um aumento de 0,8 ºC no 2º dia, essa temperatura manteve-se constante no 7º dia. A termografia infravermelha mostrou-se eficaz na detecção de áreas de inflamação no palato durante a disjunção palatal.

ABSTRACT. The Electrical Impedance Myography (EIM) is a non-invasive method for the analysis of muscle tissue response with respect to changes of the electrical impedance within the muscle. However, this technique presents some disagreements between different authors and have poor measurement standardization. The aim of this study is to build an electrode array belt (EAB), standardize the EIM measurements and investigate the procedure to collect the data. EIM was performed applying an electrical current with 0.4mA and 125khz in transverse and longitudinal directions with respect to muscle fibers, and measuring the respective electrical potential drop. The EAB was built by a band with pressure buttons for electrode locking and connected to an auxiliary board with shunt resistors. The signal acquisition system used a power supply, a signal generator, a signal acquisition board, a multiplexer and a computer. The experiment was conducted in vivo, in order to elucidate the relationships between the physiological response and the change in electrical impedance in the muscle. The impedance analysis of muscle at rest condition revealed that data collected with the EAB had a signal with smaller standard deviation when considered the measurement of the same volunteer. When inter-subject data was compared, it was observed a higher variability in the rest impedance. This result may be explained by body composition differences. In conclusion, the EAB construction was a necessary step to standardize the measurement in EIM. Furthermore, the results will allow the future analysis of impedance muscle during exercise and allowing the reproducibility of the studies.

ABSTRACT. A osteoporose é uma doença caracterizada pela perda da qualidade do tecido ósseo, que acomete principalmente indivíduos com idade superior a 50 anos, impactando na qualidade de vida dessas pessoas. Estima-se que 1 em cada 3 mulheres e 1 em cada 5 homens ao redor do mundo possam sofrer uma fratura devido à osteoporose. Estudos apontam uma alta taxa de morbidade e mortalidade em indivíduos que sofrem de osteoporose e passam por tratamentos de fraturas. O objetivo deste trabalho foi constatar as percepções de profissionais da área da saúde, especificamente médicos ortopedistas, sobre as próteses utilizadas no tratamento de fraturas em pacientes com osteoporose, afim de elucidar quais os fatores relevantes para a escolha de uma prótese e quais as necessidades tecnológicas que precisam ser supridas para atender indivíduos acometidos pela doença. Por conseguinte, este estudo busca contribuir para a união entre as áreas de conhecimentos de Medicina e Engenharia, apontando algumas estratégias para isto. A partir de um questionário, profissionais médicos ortopedistas do estado de São Paulo foi entrevistada. A análise conjunta das respostas dos entrevistados e dos dados a respeito dos números e custos de cirurgias e formas de tratamentos relativos à artroplastia de quadril em pacientes osteoporóticos coletados no Portal da Anvisa, no DATASUS e na literatura demonstrou a deficiência de um sistema que regulamente o mercado dos dispositivos implantáveis, que permita o acesso as informações por todos os interessados e uma plataforma que possibilite a troca de informações entre médicos, pesquisadores e empresas.

ABSTRACT. O intuito deste trabalho é apresentar o protótipo de um jogo sério, utilizando o sensor Kinect, tendo como objetivo auxiliar as sessões de terapia para reabilitação de membros superiores e ao mesmo tempo torná-las mais agradáveis e dinâmicas aos pacientes. Informações são captadas por meio de sensores ao decorrer da sessão, permitindo ao terapeuta uma análise para o acompanhamento do paciente.

ABSTRACT. A nanotecnologia é uma área multidisciplinar em escala nanométrica que vem ganhando espaço nos últimos anos. A aplicação das nanopartículas magnéticas na área biomédica é de grande interesse para tratamento do câncer, ressonância magnética, entre outras tecnologias. Este artigo aborda a produção de nanopartículas magnéticas e suas características na coprecipitação no meio aquoso e o estudo do rendimento na produção de nanopartículas. Observou-se que o processo de síntese é relativamente fácil de executar, no entanto, a retirada dos sais residuais apresenta-se como um dos entraves do processo.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta uma solução para atenuar a interferência provocada pela rede elétrica que induz correntes em circuitos eletrônicos com baixo nível de sinal. O filtro ativo universal na forma de circuito integrado é um componente versátil que permite implementar todos os tipos de filtros analógicos de segunda ordem utilizando apenas resistores externos. O trabalho avalia o desempenho do filtro rejeita-faixa, o filtro notch. A base teórica para a topologia é conhecido como state variable filter, ou topologia KHN. Um diagrama de blocos com dois integradores e dois somadores implementa a função biquadrática, que comporta todos os tipos de filtros. É apresentado a topologia do filtro, o seu equacionamento e considerações de projeto. No final é apresentado o resultado de experimento com um componente comercial de filtro universal, o UAF42 da Texas Instruments, para avaliar o desempenho como solução para atenuar a interferência da rede elétrica em circuitos de condicionamento de sinais bioelétricos.

ABSTRACT. A Síndrome do Impacto no Ombro é uma das principais causas de dor no ombro, principalmente em pessoas que realizam atividade física ou de trabalho que envolva a elevação do braço acima da cabeça. Os principais sintomas associados são a restrição de amplitude de movimento e consequente limitação de atividades de vida diária e prática esportiva. Dessa maneira o tratamento adequado dos sintomas e a correção dos possíveis fatores relacionados ao surgimento dessa síndrome são fundamentais para o restabelecimento da função do ombro e retorno às atividades. O presente estudo teve por objetivo avaliar os efeitos da Acupuntura e do Laser de baixa intensidade no tratamento da Síndrome do Impacto. Participaram do estudo 12 pacientes de uma clínica de fisioterapia de Curitiba. Para a seleção dos participantes foi realizada uma entrevista para seleção prévia. Em seguida uma anamnese, e a aplicação dos questionários para avaliação da dor, protocolo para obtenção da amplitude de movimento, além do diagnóstico pela Medicina Tradicional Chinesa. Os pacientes foram divididos aleatoriamente em dois grupos de n = 6, e submetidos a dez atendimentos da terapia proposta para cada grupo, três vezes na semana. Os mesmos métodos foram utilizados para a reavaliação. Os resultados do estudo demonstraram uma significância pós-tratamento no alívio da dor, um aumento da amplitude de movimento e nos sintomas psicossomáticos em ambos os tratamentos. O grupo que se tratou com acupuntura houve uma melhora mais significativa dos sintomas que o grupo que se tratou com Laser.

ABSTRACT. This work aims at presenting the development of a brain computer interface (BCI) using the Emotiv-EPOC, a low cost, commercially available device to reading electroencephalographic signals (EEG), on an arm orthosis control, applying the motor imagery technique. The detection of two patterns during the imagination of movement is used to implement physical tasks that were simulated mentally. The motor imagery, representing user intention, results on the movement of a custom made arm orthosis, commanding it for flexion and extension movements, that will bring a better qualification for various tasks and better interaction with physical environment for disabled.

ABSTRACT. Slit Lamp (SL) is the equipment commonly used in most eye clinics. This instrument allows to observe ocular structures of both the anterior segment and posterior segment with different values of magnification. Today it is very common, obtain images from SL with a Smartphone by placing a simple adapter in the eyepiece of it. While these images help documentation, lose their diagnostic quality with this acquisition technique, mainly because of the lack of correction of optical aberrations and noise introduced such a system. This paper analyzes the configuration, hardware settings and characterization of images needed to achieve a 2D image of diagnostic quality in SL. For this purpose was developed a universal adapter for SLR cameras using the software capture the camera itself. They were captured 128 images: 73 of anterior segment, fundus 25 and the rest with a magnifying glass and panfunduscopio. These images were characterized by type and noise power. It was determined the point spread function PSF and the consequent MTF for the optical system of the full SL with all of its gains later managing to improve photographs by Lucy-Richardson deconvolution algorithm. Finally were obtained in the used SL the numerical aperture and F number (#f). These latest data, uncommon in the technical data of manufacturers are of fundamental importance in future adaptations that seek to make, preserving diagnostic quality and not just for documentation purposes.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ICC baseada em SSVEP (Potencial Visual Evocado de Regime Permanente) para o comando de um robô de telepresença em um ambiente virtual. A interface permite a escolha de quatro comandos utilizando estímulos visuais, desenvolvidos utilizando a biblioteca gráfica OpenGl, e que oscilam em diferentes frequências (5.6Hz, 6.4Hz, 6.9Hz e 8.0Hz). Todos voluntários conseguiram completar a tarefa utilizando um ambiente virtual com sucesso. A taxa de acerto médio foi de 87,1% ± 5,7% e o tempo de classificação médio foi de 5,7s ± 0,2s com ITR médio de 13,2 bits/min ± 3,0 bits/min, sem a necessidade de treinamento e utilizando apenas um canal para aquisição do sinal de EEG.

ABSTRACT. Trunk flexibility is an important parameter in the assessment of the overall health status of a subject and has been the focus of manual photogrammetric studies. A preliminary study towards automating such photogrammetric assessment using image processing techniques – the Generalised Hough Transform and a gradient-based angle estimation algorithm – is presented in this work. The algorithm shows promising results when compared to previous photogrammetric studies using the same image data.

ABSTRACT. O exercício supino reto é um dos mais utilizados para desenvolvimento de força da parte superior do corpo, em que algumas pesquisas realizadas vêm usando a eletromiografia de superfície (EMG) para sua análise. Essa vem sendo uma ferramenta amplamente utilizada na biomecânica esportiva, cujo músculos deltoide anterior (DA), peitoral maior (PM) e tríceps braquial (TB), são os mais estudados neste movimento. Porém, são encontrados poucos estudos que analisam a participação e atividade elétrica do músculo bíceps braquial (BB), músculo antagonista do movimento. Com isso, este trabalho tem como objetivo avaliar por meio da EMG os músculos DA, PM, TB e BB no exercício supino reto em atleta de alto rendimento. O voluntário foi instruído a realizar uma repetição do movimento de supino (subida e descida da barra) com 95% da carga máxima (1RM) estabelecida na última competição da última temporada. Os valores de RMS (% CIVM) encontrados foram. Os valores encontrados para os músculos do lado direito foram de 58,68 (± 1,35) para o músculo TB; 5,62 (± 1,09) para BB; 89,94 (± 1,54) para DA; e 71,24 (± 9,96) para PM, na fase excêntrica. Na fase concêntrica foram encontrados os valores de 38,91 (± 14,59) para TB; 11,66 (± 6,28) para BB; 99,21 (± 24,29) para DA; e 74,71 (± 7,53) para PM. Para os músculos do lado esquerdo foram de 99,23 (± 14,27) para o músculo TB; 15,06 (± 8,47) para BB; 60,31 (± 2,16) para DA; e 67,92 (± 4,29) para PM, na fase excên-trica; enquanto que na fase concêntrica foram de 58,94 (± 141,16 para TB; 31,99 (± 23,52) para BB; 77,45 (± 21,00) para DA; e 99,32 (± 35,82) para PM. Na comparação dos lados direito e esquerdo, percebeu-se um valor RMS (% CIVM) mais alto nos músculos do lado esquerdo, quando comparado com o direito, com exceção do músculo DA que teve seu RMS (% CIVM) maior do lado direito. Comparando os testes, o músculo TB teve uma queda na ativação, diferente do músculo BB que teve um aumento na sua ativação, ambos nas fases excêntricas e concêntricas do movimento supino reto.

ABSTRACT. Ultrasound (US) is a mechanical wave with frequency above 20 kHz. Three-ceramic commercial transducers are commonly used in esthetics, but there is no scientific studies evaluating their characteristics asdescribed by the manufacturers. Thermochromic phantoms have been studied for qualitative assessment of the heated areas in US transducers with different characteristics. This study aims to evaluate the difference between the irradiated area in therapeutic ultrasound devices (TUS) with one and three ceramics in thermochromic phantom and discuss its possible consequences. The US devices used was the model HECCUS, with three ceramics, and model AVATAR III, with only a ceramic, both at 3 MHz. Each transducer was placed on the surface a thermochromic phantom with coupling gel. The samples were irradiated for 60 s at a nominal intensity of 0.5 W/cm2. Images were acquired before and after irradiation, and these were processed in a software developed in Matlab® to obtain the irradiated areas. The mean processed area for the device HECCUS was equal to 16.48 cm2 and for the AVVATAR III was 2.93 cm2. So the HECCUS presented a thermal area on the thermochromic phantom approximately 5.7 times greater than AVATAR III. A quantitative study of the spatial temperature distribution is needed to evaluate the reduction on the therapeutic application time.

ABSTRACT. Children with learning disability in written expression require different methods to assist in the development of their learning process. According to the literature, the use of games as a learning tool provides the acquirement of knowledge in a pleasant, motivating and stimulating way. The aim of this study was to develop an interactive virtual environment to help the teacher and/or therapist stimulate the children in the early grades of elementary school in order to minimize written expression disorder. This virtual environment consists of ludic learning objects to assist in improving written expression skills, which were included in the different phases of the virtual environment, as the field of visual-motor coordination of gesture and graphical direction, the development of large and fine motor skills; and the laterality and directionality. According to experts and volunteers evaluation, this virtual environment puts children before ludic situations that help the learning of written expression. Test was applied to 30 children and a statistical analysis of the results indicated that the virtual environment enabled a significant improvement as a tool to help children with learning disabilities.

ABSTRACT. Intramedullary nailing has been used to fix broken bones during healing process. The intramedullary nailing is fixed inside a long bone, like a human femur by screws, sharing forces and moments with it. In this paper, an intramedullary nailing diaphysis cross section stress distribution was analyzed, through the presentation of an analytical model, based on mechanics of solids. A finite element model was used as well, as reference, to compare von Mises stress distribution results.

ABSTRACT. O desenvolvimento de tecnologias na área da realidade virtual está a cada dia mais evidente, principalmente no setor de Jogos. Além de seu cunho em base do entretenimento, esses dispositivos disponibilizam maneiras alternativas de serem utilizados, e uma delas tem origem na saúde. Nesse estudo, o acessório utilizado será o Kinect. O desafio em questão, é utilizar o dispositivo como um agente complementar ao tratamento de reabilitação de pacientes com sequelas de AVE. No cenário atual, jogos também são utilizados no tratamento de reabilitação desse tipo de pacientes, porém poucos o tem como foco. Nesse segmento, tem-se como exemplo a ferramenta Jintronix, que utilizam de sensores e da gamificação para complemento do tratamento fisioterápico. Segundo o estudo sobre prototipagem e design participativo, pacientes pedem para que esses jogos tenham narrativas que coincidam com sua funcionalidade. Ou seja, além dos resultados funcionais alcançados pelos exercícios realizados nessas sessões de jogos, se deve também, proporcionar entretenimento, para que se possa haver uma motivação para fazê-los. O presente estudo leva em consideração os dois aspectos: Funcionalidade e Entretenimento. Tendo o auxílio de Fisioterapeutas para arquitetar e testar sua parte funcional, e contando com game designers para criação de sua parte de entretenimento e mecânica.

ABSTRACT. Abstract: Some animal and plant species are so closely related to the environment that can be used as indicators of the health of this environment. Environment health, in turn, can be related with the human species or with economic processes or strategic reserves so well. The registration and monitoring of those species are essential to a world that wants to grow in a sustainable way. The Scinax imbegue is a frog found only in very few places in Brazil and is closely related to the environmental health of their habitat. One of these focuses is on Ilha do Mel, an Island on the coast of the state of Paraná, on a less than two decades beach. The registration and monitoring of this species were made through marking the habitat territory by GPS, associating the coordinates with satellite maps provided by Google Earth or by national mapping agencies, through the gratuity version of the software TrackMaker. Such repositories and programs are global free access were chosen because this. The results show that the Mar de Fora Beach of Ilha do Mel is a less than 15 years enlarged beach. In those years the pools and the frog specie grow up. Two field expeditions marked the growth of these pools, demonstrating that the use of global technologies can be useful in monitoring of animals and environment.

ABSTRACT. A prática da tatuagem é um procedimento bastante difundido na sociedade e, mesmo diante de uma técnica moderna, algumas preocupações são bastante relevantes na hora de tomar decisões que envolvam algum risco à saúde. É neste contexto que a presente pesquisa se enquadra, uma vez que, por meio dela, foram analisadas amostras de pele artificial pigmentadas com tintas utilizadas em tatuagens, com a finalidade de avaliar a resistividade superficial elétrica do material com a presença do pigmento. Considerando que as tintas de tatuagem contêm metais, os quais lhes conferem cores características, foi constatado que a presença desses materiais faz com que a resistividade superficial elétrica da pele sintética analisada diminua e, dessa forma, o material pode passar a conduzir corrente elétrica quando sujeito ao campo magnético variável em determinado tempo, produzindo uma condição favorável para que esta gere calor por efeito Joule, podendo provocar queimaduras na pele em que o pigmento estiver depositado.

ABSTRACT. This study aims to characterize the size of droplets in aerodynamic suspension produced by commercially available nebulizers in the Brazilian market. This study aims to evaluate the size of the droplets generated by nebulizers using digital processing obtained from an optical microscope images. Droplets Cloud images were taken through a stereomicroscope coupled to a high-speed camera and processed by a computer program MatLab®. Possession images allowed to relate the size of the droplets to different models of nebulizers, and to determine the frequency distribution in aerodynamics suspension. The CDMA values (Count Average aerodynamic diameter) obtained using the image processing method showed that the classification criteria reported in the manuals does not characterize the quality of the generation of droplets regarding the optimum range of drug absorption, i.e. with diameters between 1.5 and 5.5 µm. This paper proposes a new form of assessment of nebulizers based on the generation of droplets in the optimal size range.

ABSTRACT. Introduction: The patient's height is a valuable find for the health team [1] and at the same time is difficult to obtain an intensive care unit for the criticality of the patient, leading health professionals to make estimates subjectively, or using formulas, for failing to carry out such measures with other instrument. Through an augmented reality application, ARToolKit [2], one can extract the coordinates x, y, z in three dimensional space of a marker (QR code), captured via a simple webcam [3] . The main objective of this study is to get the corresponding coordinates the skin markers distributed in the most used body segments and pre-set in the estimating equations height, comparing them with measurements by anthropometric tape, the same segments, held in bedridden individual. Materials and Methods: This is an analytical and transversal study, held at the Politecnic School of the University of Pernambuco. With a sample of four individuals, two male (A, age 38 and B, age 22 years) and two females (C, age 18 and D, age 25 years) obtained by convenience, were presented results preliminary. The coordinates were taken by ARToolKit version 2.72 application, a webcam Clone® brand, with a resolution of 1.3 megapixels and 30 fps video capture rate, set up a hospital gurney brand Metal Solution, MSB 00002 model, ANVISA registration with number 80966340003, in order to capture it in all its length and width. Then set up the coordinates corresponding to the body segments, used in anthropometric formulas for estimating height [4], the supine in subjects for the measurement of semi-scale (SE), and right lateral decubitus for measures arm length (CB) and knee (AJ), with pairs of skin markers printed on paper , in black and white color, size , 4.0 x 4.0 cm , for each segment measured, calculating the arithmetic mean of three measurements for each segment. Then were measured the same measurements by measuring tape flexible and inelastic Anthropometric Seca 201 with measuring range of 0 to 205 cm, graduated in millimeters. All variables considered normal distribution and equal variance, with the data submitted to the paired t-test and significance level and statistical difference to the value of p ≤ 0.05. Results: The values obtained by the capture of the coordinates of the skin markers were for CB 32.66 ± 0.37 cm to AJ 54.25 ± 2.20 cm and the SE 92.18 ± 4.10 cm. With regard to actual measurements made through tape was obtained for the CB 32.13 ± 1.54 cm, to AJ 51.13 ± 4.69 cm and SE 86.38 ± 6.67 cm. Applying the t test, with statistical significance level of p ≤ 0.05 for the CB identified a p = 0.75 for the AJ, p = 0.30 and for the measurement of SE, p = 0.31. Conclusions: The measurements carried out by anthropometric tape and obtained through skin markers did have no significant difference. The system proposed in this study can be conducted with safety, low cost and non-invasively, causing minimal handling of the individual to be measured. The values obtained with the skin markers may be placed in anthropometric formulas to estimate height, resulting in a given equally accurate or through its Enhance, its can perform the measurement of recumbent stature directly. There is progress applications for the system, among others: metric evaluation of body segments of patients with reduced mobility, aid in orthotic clothing, dietary prescriptions and drugs. References : [1] Melo A., Salles R. K., De Vieira F., Ferreira M. Métodos de estimativa de peso corporal e altura em adultos hospitalizados: uma análise comparativa. Revista Brasileira de Cineantropometria E Desempenho Humano. 16(4): 475–84, 2014. [2] ARToolKit Software < https://sourceforge.net/projects/artoolkit/files/artoolkit/2.72.1/, acesso em jan, 2016. [3] Cardoso A., Lamounier Jr. E. Editores (2004), Realidade Virtual: Uma Abordagem Prática. Livro dos Minicursos do SVR, SBC, São Paulo. [4] Rabito E.I., Vannucchi G.B., Suen V.M.M., Neto L.L.C., Marchini J.S. Weight and height prediction of immobilized patients. Revista de Nutrição. 2006; 19 (6): p. 655-661.

ABSTRACT. O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da eletroestimulação somatosensorial (SES) na excitabilidade corticoespinhal de músculos espásticos do antebraço e no torque passivo da articulação do punho em pacientes acometidos por acidente vascular cerebral. Cinco pacientes e cinco indivíduos saudáveis (membro superior dominante) pareados por idade foram submetidos a uma única sessão de SES (3 Hz; 500 μs) por 30’. Potenciais evocados motores (PEM) foram coletados a partir dos músculos flexor e extensor radial longo do carpo por meio de estimulação magnética transcraniana antes e imediatamente após a aplicação da SES. O torque passivo do punho foi medido por meio de um sistema isocinético. As amplitudes dos PEM (P > 0,05) sugerem comportamentos distintos (↑ e ↓ em relação à condição pré SES) para ambos os músculos e grupos experimentais. O torque na flexão do punho pareceu aumentar (P > 0,05), enquanto a extensão do punho não mostrou qualquer tendência (P > 0,05), também em ambos os grupos. Os resultados mostraram efeitos divergentes da SES na excitabilidade corticoespinhal. Não foram encontradas evidências de um possível efeito da SES no grau de espasticidade, embora, sugere-se que os parâmetros utilizados possam mascará-lo.

ABSTRACT. O presente estudo teve como objetivo verificar a incidência de dor e de desconforto na região plantar em andarilhos participantes da caminhada ecológica em Goiás. Para realizar a pesquisa, utilizamos o questionário com o mapa de dor, Escala de Borg (EB), Escala Visual Analógica da dor (EVA) e a analise da pressão plantar, onde estas informações foram preenchidas pelos participantes em todos os dias de caminhada. Podemos concluir que a região plantar apresenta diferentes adaptações conforme o seu desgaste sendo assim solicita as diferentes áreas do pé para executar o desempenho de caminhar.

ABSTRACT. A crescente valorização e importância dos animais de companhia tem possibilitado o avanço em tecnologia e sofisticação da medicina veterinária juntamente com a criação de uma nova indústria denominada órtese e prótese veterinária. Este trabalho teve por objetivo desenvolver uma metodologia de fabricação de prótese e órtese para cães no intuito de viabilizar estes dispositivos na reabilitação canina. As etapas para fabricação da prótese ou órtese descritas foram: avaliação médica veterinária, considerações das indicações para o uso de prótese ou órtese, biofotogrametria, molde negativo, molde positivo, confecção do dispositivo e reabilitação.

ABSTRACT. Dispositivo de tradução de Libras - Linguagem Brasileira de Sinais têm sido alvo de muitas pesquisas nos últimos anos. Os deficientes auditivos são os mais beneficiados com toda essa gama de pesquisa. Atualmente no mercado existe uma grande limitação desses tipos de dispositivos devido à diversidade de movimentos existentes, e a dificuldade de captação e interpretação dos sinais. Por este motivo, a possibilidade de evolução desses equipamentos diminui sua limitação. Deste modo, foi elaborado uma luva sensorial que consegue captar a posição das mãos no espaço, usando sensores ligados no microcontrolador Arduino, e os sinais coletados através dos movimentos são tratados e convertidos em texto, mostrados em um supervisório, ou em um aplicativo de smartphones, visualizando as letras e movimentos em tempo real, bem como gravá-las. Através dos resultados obtidos foi possível observar que o tempo de resposta se mostrou satisfatório ao sistema, mostrando estabilidade na leitura e confiabilidade para o deficiente auditivo.

ABSTRACT. Os dispositivos de assistência ventricular (DAVs) podem ser utilizados para manutenção de condições hemodinâmicas adequadas em pacientes com insuficiência cardíaca grave e que esperam por um transplante cardíaco. Existem relatos na literatura indicando um remodelamento elétrico do tecido cardíaco após a assistência com o uso prolongado do DAV. Nesse trabalho descrevemos um módulo que permite o registro simultâneo de 64 potenciais a partir de sinais colhidos por eletrodos de ECG de superfície colocados no paciente ou por uma matriz de microeletrodos em contato com amostras de tecido cardíaco. O sistema de processamento analógico está de acordo com as normas da IEC. Cada canal possui um circuito de proteção de sobre-carga, buffer de entrada, pré-amplificador de ganho 30, filtro passa-faixa, com frequência de corte inferior de 0,5Hz e superior de 75 Hz, amplificador de ganho programável entre 1X e 30X, circuito de amostragem sample-hold, circuito multiplexador de 16 canais e amplificador isolador de alta tensão, com tensão de ruptura em 8 kV. Foram realizados ensaios com o uso de sinais senoidais com frequência inferior, igual e maior que as frequências de interesse com amplitude similar a de um sinal de ECG de superfície. Estes sinais foram injetados no equipamento e as saídas amplificadas analisadas através de um osciloscópio. Os resultados mostram que o sistema oferece a amplificação e a faixa de frequência necessária para registros de ECG de superfície.

ABSTRACT. This study aimed to analyze Rotavirus (ROTA) and Measles, Mumps and Rubella (VTV) vaccine wastage in vaccination rooms of Juiz de Fora city MG, in order to identify factors related to this wastage. The design was cross-sectional and based on spreadsheets reporting monthly vaccine used in a year; and on questionnaires applied in the 45 vaccination rooms. Among the variables studied, statistical significance was found for vaccine knowledge, health unit type and number of staff in the vaccination room. It was also found that 1,254 ROTA and 33,762 VTV doses were wasted during the period. Between the wasted ROTA doses, 331 (26.4%) were due to technical losses, and 923 (73.6%) to other losses. For VTV vaccine, these numbers were, 23,281 (68.96%) for technical losses, and 10,481 (31.04%) to other losses. It concluded that the percentage losses in the period were significant, and should instigate the production of health protocols in order to facilitate the correction of the weaknesses in the studied vaccine delivery chains.

ABSTRACT. Para iniciar o tratamento de uma doença é fundamental diagnosticá-la o mais precisamente possível. O estudo do sono é importante para diversas áreas de pesquisa e pode ajudar no diagnóstico de várias doenças, visto que muitas patologias apresentam sinais enquanto o indivíduo está dormindo. Ele geralmente é realizado utilizando equipamentos dispendiosos, intrusivos, e com pouca portabilidade, capazes de realizar a polissonografia. Este trabalho visa apresentar uma alternativa barata, móvel e não intrusiva para o auxílio no estudo do sono. Para tanto, iremos utilizados dados obtidos a partir da Unidade de Medida Inercial MPU6050 e processada em um Raspberry-Pi para detectar movimentações e frequência respiratória de um indivíduo durante o sono. Isto irá fornecer uma importante ferramenta que facilitará o diagnóstico de doenças através do estudo do sono.

ABSTRACT. Traditional walker devices are widely used by disabled, elderly and people in rehabilitation, providing additional support to maintain balance or stability during the gait. Walkers can be also restorative as they can gradually change the subject’s motor functions during rehabilitation. The integration of these devices with sophisticated sensors and control systems are known as robotic walkers (RW). The control system uses information from a set of sensors that are grouped for detecting the distance between subject and device, for monitoring the environment and for detecting the motor intentions of users. Motor intentions can be identified by means of force sensors, which interact with the user upper limbs. However, this approach has disadvantages given by the high sensitivity of force sensors, which are affected by mechanical noise produced by floor unevenness, non-homogeneous friction and wheel imperfections. In the present work, a novel technique for detection of user intentions based on brain-computer interface (BCI) systems is proposed. A BCI acquires brain signals associated to a mental task, processes and translates them into command; for instance, in a BCI based on steady-state visual evoked potentials (SSVEP), or SSVEP-BCI, users are asked to gaze a stimulus from a set of visual stimuli flickering at different frequencies and the system is capable of detecting which stimulus is being gazed by the user. In this work, a classification system based on SSVEP-BCI with two visual stimuli embedded in the right and left sides of the RW (Fig. 1a) is proposed. Three intentions are detected (turn right, turn left and do not turn) that will be associated to control commands of the RW.

ABSTRACT. The hand is one of the most complex components of the human body, quite important for daily activities and fundamental to maintain the quality of human life. People who report some kind of amputation have some difficulties of adaptation to the society. In Brazil, the access to prostheses is very restricted to a small population due to its high cost. Therefore, the aim of this work is to develop a low-cost myoelectric prosthetic hand, which is capable to perform two movements, opening and closing movement. For this purpose, it was designed and built a prosthetic hand using Computer Aided Design (CAD) and rapid prototyping techniques. The motor drive was carried by capturing electromyography signals of the volunteer, processed and controlled via an Arduino microcontroller that is connected to the motor controller. The volunteer performed the actuation tests and the evaluation of the functionally of the prosthesis was performed using a survey. The prototype reported great results, with excellent features such as low-cost and low weight if compared with commercial myoelectric prosthesis.

ABSTRACT. Os raios X, desde sua descoberta, têm sido amplamente utilizados em áreas como: medicina, veterinária, indústria, entre outras; principalmente para produzir imagens de objetos. No entanto, através de sua interação com átomos, moléculas ou mesmo arranjo de moléculas do objeto em estudo, é possível obter, entre outras coisas, o arranjo estrutural das moléculas deste objeto através da técnica de Espalhamento de Raios-X em Baixo Ângulo (SAXS, Small-Angle X-ray Scaterring). O surgimento e a progressão do câncer de mama têm sido associados à mudanças no arranjo estrutural de moléculas que compõem os tecidos mamários. Por isso, atualmente pesquisadores estão interessados em entender a relação entre estas mudanças e as transformações patológicas que ocorrem nestes tecidos. Neste sentido, a técnica de espalhamento elástico de raios X em baixo ângulo (SAXS) é uma poderosa ferramenta que permite inferir sobre as estruturas moleculares do objeto investigado. Porém, isoladamente esta técnica não traria informações sobre a localização espacial de tais moléculas. Assim, a combinação desta com a técnica de imagem por tomografia computadorizada (TC-SAXS), poderá produzir imagens com informações tridimensionais em nanoescala. Logo, neste trabalho foi desenvolvido um protocolo para reconstruir as nanoimagens por TC-SAXS a partir de projeções obtidas através do método de tomografia de 1ª geração. O protocolo para reconstrução das imagens por TC-SAXS foi desenvolvido a partir de projeções de SAXS, seguindo a metodologia de tomografia de 1ª geração, previamente obtidas na linha BW4 do sincrotron DORIS III em Hamburgo, Alemanha para uma amostra de tecidos mamário. A amostra era composta de porções de tecido mamário saudável, bem como de neoplasias benignas e malignas. As projeções foram adquiridas varrendo a amostra em 12 posições, ao longo do eixo transversal em relação à direção do feixe incidente, e então, girada em passos de 1º. Primeiramente foram utilizados os programas SASFit e Fit2D para gerar os perfis de espalhamento a partir de cada projeção. Em seguida, foi desenvolvido um algoritmo em Matlab para reconstruir as imagens de TC-SAXS. Neste algoritmo foi usado um mapa de coeficientes de espalhamento elástico em baixos ângulos para cada projeção medida e então, utilizado o método de retroprojeção filtrada adaptada ao problema em estudo, pois como o espalhamento não é linear, é necessário a tomada de projeções em 360º em torno da amostra. Ainda, filtros foram usados para ampliar a relação sinal-ruído das imagens e consequentemente realçar o contraste. Com base na metodologia de tomografia de 1ª geração, a imagem reconstruída possui 12 x 12 pixels, cuja dimensão é de 100µ2 cada um. Através das imagens foi possível identificar as regiões correspondentes à tecidos mamários saudáveis, benignos e malignos. Ainda, foi possível identificar quais alterações estruturais estavam relacionadas à cada tipo de neoplasia. Foi desenvolvido um algoritmo para reconstrução tomográfica de imagens por espalhamento de raios-X em baixos ângulos. Este algoritmo foi aplicado com sucesso na produção de imagens por TC-SAXS de tecidos mamários. Através destas imagens foi possível identificar as regiões correspondentes a tecido sadio, neoplásico benigno e maligno.

ABSTRACT. During the last years a number of techniques has been used in several studies about Visual Social Attention using non-invasive devices (based on infrared sensors). This work presents the use of eye-tracking to determine the focus of attention of adults during the viewing of pictures relative to valence (a measure of emotional state) and facial expressions. The goal is to identify the visual focus in pictures of high or low valence and the recognition of emotional facial expressions. The results shows that the positive valence stimuli were more focused then negative valence and for recognize a facial expression the general focus is the center of the face.

ABSTRACT. Infusion catheters for are widely used in hospitals and other medical environments. With the advent of infusion pumps (IP), this practice has been largely increased, because with this type of equipment, the administration of fluids and drugs occurs at a constant rate, predefined by the operator. This paper aims to evaluate the technical and commercial aspects of infusion pumps, regarding the use of universal and specific equipment. For the technical aspect, we will focus on the performance of these different types of IP and for the commercial aspect, we will analyze which type of equipment is economically more viable (better).

ABSTRACT. A artroplastia total do quadril (ATQ) é um procedimento cirúrgico indicado em casos de pacientes com coxartrose. Uma alteração resultante da degeneração muscular em pacientes com coxartrose é o sinal de Trendelemburg (ST). O ST é frequentemente avaliado de forma subjetiva pelo especialista por meio de um exame físico. Para um diagnóstico mais preciso é necessário avaliações quantitativas, que apresentem resultados confirmando a alteração. Tendo em vista a dificuldade nessa avaliação da marcha, este estudo discriminou um grupo de indivíduos com ATQ quanto a presença do ST por meio de sensores inerciais fixados à pelve. Utilizou-se um grupo de 13 indivíduos submetidos à intervenção cirúrgica (ATQ) no quadril direito. Após análise das características extraídas dos dados obtidos pelos sensores, observou-se um maior coeficiente de variação dessas características para os indivíduos com ST, sugerindo que alterações do músculo glúteo médio podem afetar a variabilidade da marcha.

ABSTRACT. Total replacement of temporomandibular joint (TMJ) has been effective, although instability in mastication, feeding restrictions and premature distress of its plastic component may occur. The authors propose a new concept of prosthesis built in titanium with parts of an alloy of chromo cobalt or chromium molybdenum which seeks to reproduce faithfully TMJ movements. Autodesk software’s Inventor and Fusion 360 will be used to simulate the movements involved in mastication, including the analysis of the forces provided by mastication muscles, viscoelastic resistance of soft tissues and physiological limits of mouth opening, mandibular protrusion, retrusion and other associated movements. To test a real model for resistance and durability, especially to friction and ware of moving parts, a mechanical simulator will be used. The authors expect simulations will show functional mobility and good resistance of the device to habitual forces and loads involved in mastication. If this new device shows the desired superior characteristics, it could turn out to be the next gold standard in TMJ replacement.

ABSTRACT. This work proposes a microcontrolled system of calibration for a project of Electric risk management inside operating roome Program Booklet, this project is called Protegemed. The system was developed with the purpose of reducing costs and increasing its reliability. Therefore, the work consists of generating pre-defined values of current, using the electrical grid. As the grid is not constant, these signals are adapted by a current transformer in association with operational amplifiers, to be evaluated by the analog to digital channel of a microcontroller. The digitalized values are sent for Protegemed via serial communication, with the aim to adjust the offset and gain levels. Moreover, the circuit was built using cheap and easily obtained components. .

ABSTRACT. This research propose a case of study for four healthy subjects with 35 ± 10.23 years (mean ± standard deviation), two females and two males. Assays were conducted for electromyography measure in sternocleidomastoid and platysma, aiming it validation for a posterior Human – Machine Interface feedback system. Methodology proposed includes signal acquisition and processing with feature extraction of rms, mean and variance. Data were acquired with the AD board NI USB-6009, interfaced with LabView and processed in MatLab. An uncertainty analysis was made obtaining a Combined Uncertainty of ±2.06 mV by classic approach, being bigger than modern Monte Carlo method, ±1.69 mV. ANOVA analysis was done, with a Randomized Complete Block Design experiment and interaction of factors and residues obtained with the software Minitab, with significant results for variables analyzed.

ABSTRACT. Introdução: A detecção de bordas em imagens de radiografias periapicais tem sido um desafio na área de processamento digital de imagens. O uso de técnicas de detecção de bordas sem um pré-processamento adequado pode apresentar resultados pouco proveitosos quando aplicado alguns operadores como Canny, que utiliza a primeira derivada para encontrar as bordas do objeto de interesse, suavizando o ruído, combinando o operador diferencial com um filtro Gaussiano [1], os operadores de Sobel, Roberts e de Prewitt, que utilizam uma máscara de convolução para aproximar o gradiente por meio do método de diferenças finitas [2]. Outros operadores, como os morfológicos, utilizam métodos baseados na teoria dos conjuntos [3][4]. Com base nessa problemática, esse trabalho apresenta uma comparação entre alguns filtros que permitem visualizar com mais detalhes as bordas dos dentes, em imagens de radiografias periapicais, após o uso de alguns detectores de bordas. Alguns autores, avaliaram a qualidade da imagem, após algum processamento, i.e., transmissão por rede ou detectores de borda, utilizando medidas objetivas e subjetivas [5].

Materiais e Métodos: As imagens das radiografias periapicais de pacientes foram obtidas em uma clínica odontológica localizada no município de Eusébio-CE. A amostra contém cinco imagens de radiografias periapicais. Na realização dos testes foram utilizados os softwares MATLAB® e GNU Octave. Nesse trabalho foram utilizados os filtros de pré-processamento para suavização de bordas Box Blur, Gaussian Blur, Sharpen, Circular Averaging, a fim de comparar com o operador morfológico Opening. Para a detecção de bordas foram utilizados os operadores clássicos: Sobel, Prewitt, LoG, e o operador gaussiano Canny. Na avaliação da filtragem e da detecção de bordas foram utilizados critérios subjetivos e objetivos. Para o critério subjetivo, levou-se em conta os filtros que permitiram uma melhor suavização da imagem e redução dos ruídos. Em seguida, foram avaliados os detectores sem nenhuma filtragem considerando o melhor resultado aquele que contornar a borda do dente com maior precisão. Para o critério objetivo foi calculado o tempo de processamento de cada filtro e de cada operador, em seguida foi calculada a Razão Sinal-Ruído de Pico (PNSR) para estimar a precisão dos detectores em relação a imagem de referência, sendo esta a imagem com melhor resultado visual.

Resultados: Nos resultados deste trabalho, para a maioria das imagens, o uso do operador morfológico Opening propiciou uma melhor detecção em relação aos demais filtros. O teste em conjunto com o operador Sobel permitiu a melhor detecção das bordas quando comparado com os outros detectores, além da redução significativa do ruído presente. Para o tempo de processamento, o menor tempo obtido foi do filtro Sharpen e o maior tempo ficou com o Opening. A combinação do Opening e do operador de Sobel apresentaram o melhor resultado visual e o tempo de processamento de 0.19501 segundos, representando 6.6% do tempo total de processamento, enquanto que a combinação do filtro e operador de melhor performance de processamento obteve um tempo de 0.035479 segundos, representando 1.2% do tempo total de processamento. No ranking da medida de PSNR o detector que esteve mais próximo à imagem de referência foi o detector de Canny sem nenhum processamento obteve 11.385 dB, logo em seguida a combinação Sharpen com Sobel obtiveram 11.681 dB e por último o detector de Sobel com 15 dB.

Conclusões: Com base nos resultados apresentados, pode-se concluir que o operador morfológico Opening junto com detector Sobel sobressai os filtros usados na avaliação subjetiva, entretanto nas análises objetivas, apresentou um resultado inferior esperado, contudo, o tempo de processamento está necessariamente relacionada ao tamanho do array da imagem.

Referências: [1] Canny, J., A Computational Approach to Edge Detection, IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 8:679-714, 1986. [2] Gonzalez, Rafael C., Richard E. Woods, and S. L. Eddins, Digital Image Processing, 2011. [3] Félix, J.H.S.; Alexandria. A.R.; Cortez, Paulo César; Cavalcante, Tarique da Silveira; Holanda, M.A.." AUTOIN: Method of Automatic Initialization of Active Contours Applied to Lungs in CT Images." Revista IEEE América Latina, v. 10, p. 1954-1960, 2012. [4] Zhao Yu-qian, Gui Wei-hua, Chen Zhen-cheng, Tang Jing-tian and Li Ling-yun, “Medical Images Edge Detection Based on Mathematical Morphology,” in Proc. IEEE-EMBS, 2005, pp. 6492-6495. [5] Poobathy D and R. Manicka Chezian, "Edge Detection Operators: Peak Signal to Noise Ratio Based Comparison" In: I.J. Image, Graphics and Signal Processing, 2014, pp. 55-61.

ABSTRACT. Atrasos no início da ativação do músculo vasto medial (VM) em relação ao vasto lateral (VL) são observados em indivíduos que apresentam dor no joelho. No entanto, na dor femoropatelar (DFP) os sintomas apresentam características intermitentes, em outras palavras, não se pode garantir que os indivíduos estarão com dor no momento da avaliação. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi investigar a influência da dor no início da ativação do VM e do VL em mulheres com DFP. Os sinais eletromiográficos de 38 mulheres com DFP foram coletados durante o gesto de subida de escada e as voluntárias foram avaliadas em dois momentos distintos, sendo um deles sob a influência da dor exacerbada por um protocolo de sobrecarga da articulação femoropatelar. Não houve diferença significativa (p=0,885) no início de ativação dos músculos VM e VL entre as duas condições (antes e após o protocolo de sobrecarga), no entanto, houve aumento significativo na dor avaliada pela escala visual analógica de dor (p<0,001). Diante disso, conclui-se que em mulheres adultas com DFP, a diferença no início da ativação entre os músculos VM e VL não foi alterada na presença da dor.

ABSTRACT. Com a crescente conscientização mundial para desenvolver sistemas cada vez mais sustentáveis surge a necessidade de projetar componentes mais leves afim que gerar melhor eficiência energética, desta forma, um meio para reduzir o consumo energético é reduzir a massa movida. As indústrias aeroespacial e automotiva (de alto desempenho) já vem se beneficiando da utilização dos materiais compósitos estruturais a certo tempo. Porém, com o compromisso estrutural surge a necessidade da correta previsão de tensões as quais o componente será submetido. Devido ao comportamento anisotrópico e complexidade das interações micro e macromecânicas entre a matriz polimérica e o reforço fibroso, profundo entendimento dos mecanismos de falha e das ferramentas matemáticas a qual é exigido para análise de tais tensões. Resolvemos então, testar nossas habilidades com conhecimentos sobre compósitos, a qual aprendemos durante o percurso de nossa graduação, afim de auxiliar o método de construção de uma prótese de membro inferior utilizando técnicas de moldagem e laminar em fibra de carbono para a pratica de leves exercícios e uso cotidiano. Iremos seguir um design de uso comercial, porém construindo desde sua matriz em solidwoks 3D para o desenho da estrutura assim podendo ter uma precisão de construção fundamentada em análises e cálculos cuidadosos seguindo um padrão de norma ASTM D 3039 para a construção do projeto final. O presente trabalho mostra um modelo de análise em elementos finitos utilizando um código comercial desenvolvido com base em ensaios experimentais, contribuindo, desta forma, com um modelo de acurácia conhecida para o projetista que deseja prever a resistência de seu componente. Seu principal objetivo visa a construção de uma prótese de membro inferior para uso cotidiano e leves exercícios, através da caracterização mecânica de corpos de prova em material compósito e posterior elaboração da prótese em si através dos resultados dos ensaios físicos.

ABSTRACT. A non-invasive digital automatic sphygmomanometer that communicates with a mobile device through Bluetooth Low Energy (BLE) was developed. The device is autonomous, employing a rechargeable lithium-polymer battery. The pressure within an arm cuff is acquired by the integrated piezoresistive transducer MP3V5050GP and the data is analyzed by a PIC18F27J53 microcontroller with a custom oscillometric algorithm. Wireless communication is achieved through the RN4020 Bluetooth Smart module. The system was calibrated using a NIBP simulator, satisfying precision requirements for static and dynamic measurement as defined by the Brazilian National Institute of Metrology, Quality and Technology (INMETRO).

ABSTRACT. Resumo: o objetivo deste estudo foi avaliar a correlação entre a intensidade dolorosa, atividade mioelétrica e força muscular de mulheres pós câncer de mama, antes e após reabilitação robótica. Foi realizado um estudo clínico longitudinal e duplo cego, constituído por dez mulheres. Foram realizadas dez sessões de fisioterapia utilizando o exoesqueleto de membros superiores. As voluntárias foram avaliadas antes e após o término do tratamento, considerando-se os seguintes parâmetros: atividade elétrica do músculo deltóide médio, intensidade da dor e força escapular, avaliados pelo eletromiógrafo, escala numérica de dor e dinamômetro escapular, respectivamente. Os resultados mostraram aumento da força escapular (p=0,05), aumento da atividade mioelétrica (p=0,01) e atenuação do limiar de dor, porém não significativo (p=0,06). Foi possível observar forte correlação da dor em relação ao recrutamento de fibras musculares do deltóide médio (r=-0,84), e média correlação (r=0,56) do deltóide médio e dinamômetro escapular. Porém, a correlação entre a intensidade dolorosa e dinamômetro escapular foi fraca ou inexistente (r=-0,21). Conclui-se que existe correlação entre a atenuação da intensidade dolorosa e no aumento no recrutamento de fibras musculares e força escapular após a reabilitação robótica.

ABSTRACT. o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da reabilitação motora por meio de realidade virtual de projeção sobre a intensidade dolorosa, força escapular, atividade mioelétrica e amplitude articular do ombro de mulheres pós câncer de mama. Foi realizado um estudo clínico longitudinal e duplo cego, constituído por treze mulheres após câncer de mama. Inicialmente, foi desenvolvido um software de realidade virtual de projeção. Posteriormente, foram realizados dez atendimentos fisioterapêuticos utilizando esse software. Antes e após tratamento foram avaliados os seguintes parâmetros: intensidade de dor, atividade mioelétrica, força escapular e goniometria. Os resultados mostraram redução da dor (p=0,04), aumento da força escapular (p=0,04), aumento significativo da atividade elétrica dos músculos bíceps (p=0,0026) e deltóide médio (p=0,03), porém, aumento não significativo da atividade mioelétrica de trapézio e tríceps. Em relação a amplitude articular de ombro foi possível observar aumento da amplitude de movimento de flexão (p<0,0001) e abdução (p<0,0001). Conclui-se que o software de realidade virtual de projeção desenvolvido neste estudo promoveu atenuação do quadro álgico, aumento da amplitude articular do ombro, do recrutamento de fibras musculares e, consequentemente da força escapular das mulheres após câncer de mama. Portanto, acredita-se que o desenvolvimento de softwares específicos de realidade virtual podem auxiliar no processo de reabilitação motora de mulheres com essa condição clínica.

ABSTRACT. The relative contribution of kinematic impairments to the postural behavior of subjects with PFP remains an open question that warrants investigation. The aims of this study were: i) to investigate possible differences in hip adduction, rearfoot eversion, knee flexion and displacement area of the center of pressure (COP) between individuals with PFP and controls during stair ascent; ii) to determine which kinematic parameter is the best predictor of the displacement area of the COP measured during the stance phase of the stair ascent. Twenty-nine females with PFP and 25 asymptomatic pain-free females underwent 3D kinematic and COP analyses during stair ascent. Between-group comparisons were made using independent t- tests. Regression models were performed to identify the capability of each kinematic factor in predicting the displacement area of the COP. We found reduced knee flexion and displacement area of the COP as well as increased peak hip adduction and peak rearfoot eversion in individuals with PFP. Peak hip adduction was the best predictor of the displacement area of the COP (r2=23.4%).

ABSTRACT. The increasing number of athletes with disabilities, has produced a substantial demand for new technologies and materials to help them improve their driving performance. Equipment and support materials such as orthotics and high-tech prostheses are disclosed in athletes from individual sports, as in the race in athletics or the performing wheelchair in sports such as basketball and rugby, as for sitting volleyball, there is no instrumentations record to enable the training of these athletes. Thus, the aim of this study was to adapt equipment to the training ground attack and serve for athletes with physical changes. The study included 10 volunteers, 5 males and 5 females, both with motor impairment. Through a film and kinematic analysis it was possible to assess the ball's trajectory and body positioning. The data extracted from the shoot were statistically analyzed and transformed into coordinates for the construction of an apparatus for training. The results showed that the equipment accurately reproduced the same gestural data arithmetic engines run by the volunteers. The equipment presented satisfactorily the tilt system and roll the ball, harness and release of the ball and the equipment height adjustment system.

ABSTRACT. Doenças como a osteoporose, provocam alterações nas propriedades mecânicas dos ossos. uma técnica recém desenvolvida chamada de Acústografia por Pulso/Emissão (APE) tem um grande potencial na extração de parâmetros mecânicos de diversas estruturas. Este trabalho tinha como objetivo verificar se era possível a utilização desta técnica na diferenciação entre grupos de ossos saudáveis e ossos osteoporóticos de camundongos. Os resultados mostraram que a técnica conseguiu descriminar os dois grupos, um teste de hipoteses do tipo T foi realizado onde obteve-se um poder de teste (p-value) inferior à 5%.

ABSTRACT. O potencial pré-motor (BP) de 14 sujeitos destros saudáveis foi investigado durante movimento voluntário de flexão unilateral de ombro direito (tarefa denominada de D), unilateral de ombro esquerdo (E) e de ambos os lados simultâneos (bilateral, B). Para tal, trechos de sinais EEG das derivações C3 (resposta ao movimento do ombro direito) e C4 (ombro esquerdo) foram sincronizados utilizando-se sinais de acelero-metria. O coeficiente angular da reta de regressão (β), a amplitude do potencial de monitoramento do movimento (aPMM) e o instante de tempo de ocorrência deste (tPMM) estimados do BP das tarefas D e E foram comparados aos dos respectivos membros da tarefa B utilizando-se o teste de Wilcoxon (α = 0,1). A morfologia do BP das derivações C3 (hemisfério cortical dominante) e C4 (não-dominante) para a tarefa B em nada diferem. Para a derivação C3, não foi observada diferença significativa (p > 0,13) entre a tarefa D e B para os três parâmetros. Por outro lado, a derivação C4 evidenciou diferença significativa entre as tarefas E e B somente para o coeficiente β (p = 0,04) e para aPMM (p = 0,09). Tais achados refletem a lateralidade dos sujeitos destros dessa casuística em planejar e executar a tarefa voluntária unilateral. Além disso, o BP espelhado dos hemisférios corticais indica uma ação coordenada para executar o movimento voluntário bilateral de flexão de ombro. Portanto, conclui-se não haver influência da dominância cortical no potencial pré-motor de tarefa voluntária bilateral.

ABSTRACT. A classificação de imagética motora (IM), com base no eletroencefalograma (EEG), é amplamente estudada devido à sua importância em aplicações de interface cérebro máquina (ICM) não invasiva. Classificar imaginação de diferentes movimentos no mesmo membro ainda é um desafio, devido à proximidade da representação espacial do EEG no córtex motor. A conectividade funcional cerebral (CFC) tem sido utilizada para estudar padrões de tarefas cognitivas e motoras. O objetivo deste trabalho é investigar a CFC como característica para classificar IM da flexão e extensão do cotovelo do mesmo membro. Sinais de EEG (Sistema 10/20) de seis indivíduos saudáveis foram utilizados. A CFC foi estimada pela função de transferência direcionada (DTF), que se baseia em modelos de causalidade de Granger. A DTF na banda alfa foi utilizada como característica num classificador com base em redes neurais artificiais. Para as classes extensão, flexão e repouso obteve-se uma acurácia de 98,68%, 83,68% e 68,56%, com 25, 15 e 5 imaginações, respectivamente. Estes resultados indicam a CFC como uma nova abordagem promissora para a identificação de diferentes movimentos de mesmo membro que pode ser aplicada a ICM não invasiva.

ABSTRACT. Detection of Auditory Steady-State Responses (ASSR) has been used in the estimation of a comprehensive physiological audiometric profiles, benefiting patients with cognitive problems. The presence or absence of response can be inferred by using techniques of Objective Response Detection (ORD). In clinical tests, where the minimum test time is required, ORDs can be applied while collecting signals. However, the repetitive use of ORDs can lead to increased false positive rates. An alternative to solve this problem is to define the presence of an ASSR, when the ORD detects the presence of response, without a break, for a number of tests (NT). The objective of this study was to determine the value of NT, with a significance level of 5% as function of the maximum number of ORD tests, (NTMAX). The detection technique used was the so-called Magnitude-Squared Coherence (MSC). To estimate the results the Monte Carlo Method (30,000 interactions) was used. The results showed that NT can be estimated by a linear equation with adjusted coefficient of determination (R^2 adjusted) of 0.9977.

ABSTRACT. In this work the vision-free Brain-Computer Interface (BCI) using spatial coherence and monoaural stimulus attention is evaluated. Attention detection was done using critical values in spatial coherence and these values were obtained by simulations. The EEG from eight normal subjects was recorded during monoaural auditory stimulation and the BCI classification was conducted offline using critical values found during simulation. The stimulus was composed of amplitude modulation (AM) tones with carrier and modulation frequencies of 2 kHz and 38 Hz, respectively. The results shows that the average hit rate of subjects was 75% and that the number of windows changes according to the set of chosen channels. Two optimal combinations were obtained: one using five electrodes and 29 windows (49.3 seconds of signal); and other combination using eight electrodes with 26 windows (44.2 seconds of signal). The obtained results indicate that it is possible to develop a binary BCI using a monoaural stimulus and the critical values from the spatial coherence.

ABSTRACT. Este trabalho propõe uma metodologia para caracterização da cinemática da garra ulnar em pacientes com hanseníase antes e após a cirurgia de transferência de tendão. Foram filmados movimentos de flexão/extensão e pinça em torno de um lápis de 15 sujeitos saudáveis. Os movimentos de dois pacientes com hanseníase e garra ulnar foram filmados antes, três meses após e seis meses após a transferência tendinosa. O primeiro paciente foi operado pela técnica do laço de Zancolli e o segundo pela técnica de Stiles Bunnell. Os movimentos foram processados por um software de código aberto desenvolvido neste trabalho para rotulagem automática, preenchimento de gaps e cálculo da cinemática inversa ao longo de movimentos da mão. A coordenação entre os movimentos articulares é caracterizada pelo atraso entre os movimentos das metacarpofalangeanas e das interfalageanas proximais ao longo da flexão/extensão dos dedos. O desvio entre a movimentação de sujeitos saudáveis e pacientes é estimado pelo erro médio quadrático entre a curva saudável e a curva de movimento do paciente. Os resultados ressaltam a importância da fisioterapia pós cirúrgica para manutenção dos resultados obtidos com transferência de tendão. O método pode ser usado para testar hipóteses estatísticas que busquem relacionar a melhora dos resultados à variação das alternativas de tratamento e de parâmetros cirúrgicos.

ABSTRACT. Introduction: The Achilles tendon is the strongest and most lower limb tendons and it breaks more often. Treatment is usually surgical and after repair, exercise is used to produce analgesia and causes positive mechanical stimulation on repair process to pomote major structural changes during the processo f healing tendon. Objectives: Analyze the influence of aerobic exercise on the aquatic environment in the biomechanical behavior and repair of Aquilles tendon of rats after total rupture. Method: 28 wistar rats were divided into 2 groups: GI – suffered tenotomy of the Achilles tendon and didn't realize exercise protocol and GE - suffered tenoomy of the Achilles tendon and performed five weeks aquatic exercise protocol. After the exercise protocol, the rats were euthanized and conducted mechanical tests complex gastrocnemius/soleus/calcaneal tendon through a tensile test. The properties of maximum strength and relative stiffness were analyzed. In the histological analysis, it evaluated the total percentage of the repair area of collagen fibers. Results: The results showed no significant difference between the groups (p = 0.641 for relative rigidity, p = 0.064 for maximum strength and p = 0.841 for repair). Conclusion: The aerobic training didn’t change the biomechanical behavior and repair of Achilles tendon of rats after complete rupture, compared to those who didn’t make the proposed protocol in the study.

ABSTRACT. Continuous use of partial hand amputation prostheses may cause injuries related to repeated efforts at wrist joint. Basis to dimension prosthesis actuators come from the available user metacarpian flexion force, initial angle of prosthetic finger joint and the measure of the prosthetic finger and metacarpal bones. Thereby, the spring elastic constants of an endoenergetic prosthesis were dimensioned. Thus, an equation set was develop in matlab using the “multidegree of freedom linkage” and the “principle of virtual work” methods. It is shown that the developed equations make possible to customize the actuator dimensions to each user, minimizing injury risks for repeated efforts.

ABSTRACT. In order to assist people with physical disabilities, a man-machine interface based on eletrooculogram signals (EOG) to move hospital beds was developed. The developed interface has a biosignal acquisition board, which through electrodes placed on the face of the user, collect, filter and amplify electrical signals generated by eye movements. These signals are processed and conditioned by a PIC18F4550 microcontroller, which triggers DC motors, responsible for acting on a power screw system rotating two sections of the bed in two different directions, in order to provide more comfort and independence to patients with motor and/or communication disabilities. The user can make use of four different sequences to control, independently, two sections of the prototype. The system responds correctly to proposed commands, showing that it is possible to adjust the position of the sections of the bed prototype only through eye movements.

ABSTRACT. BCIs (brain-computer interfaces) are systems capable of classifying brain signals extracted from its user according to some intent, to interact with external devices. So far, no optimum way of acquiring and processing the mental patterns generated by BCI users has been established, making the search for new approaches important. In recent years, graphs applications to BCIs have received some attention. In this work, we studied the feasibility of using graphs centrality measures as features to common classifier algorithms used in motor imagery based BCIs (linear discriminant analysis and support vector machines). We found that results can vary significantly if it is sought to use measures of the graph as a whole, or from individual nodes. Using features from the whole graph provided mean classification accuracies of about 68 % using the degree centrality; the other two centrality measures tested (betweenness and eigenvector) performed worse. Considering individual sets of nodes for classification, accuracy results increased to about 75 %, with all centrality measures presenting more similar results. We conclude that the use of centrality measures for classifying hand motor imagery data is a promising strategy, but further investigation needs to be done in order to define the optimum set of electrodes to use.

ABSTRACT. This report describes the development of a force platform based on instrumented load cells with built-in conditioning circuit and strain gages to measure, acquire and save on a SD card, the components of the force that is applied to the bike crank arm during pedaling in real conditions. To accomplish that, a complete new crank arm 3D solid model was developed in the SolidWorks, with dimensions equivalent to a commercial crank set and compatible with a conventional road bike, but with a compartment to comport all the electronics necessary to measure three components of the force applied to the pedal during pedaling. After that, a 6082 T6 Aluminum Crankset based on the solid model was made and instrumented with three Wheatstone bridges each. The signals are conditioned on printed circuit board, made on SMD technology, and acquired using a microcontroller with an ADC. Static deformation analysis showed a linearity error below 0.6% for all six channels. Dynamic analysis showed a natural frequency above 136Hz.

ABSTRACT. This study is based on a dental use patient individual array of force sensitive resistors to develop an experimental system capable of perform scanning in the functional points related to the dental occlusion using a direct method. In order to adapt the analysis to the different characteristics of each patient, when related to the force magnitude during the occlusion, the sensibility level can change. The data interpretation is made through a user interface that allows evaluations related to the force magnitude applied in each one of the more than a thousand possible occlusion characterization channels, plus the arch side balance force analysis and a occlusal contact points distribution verification in the maximum intercuspation position. A preliminary system validation in the electronic scope was made through punctual compression trials used to array response characterization in the channels level. The obtained results show a linear relationship between the sensor’s applied force and the voltage in the channels outputs for the ranges of interest.

ABSTRACT. Artificial Neural Networks and Support Vector Machines were used as classifiers in order to relate so-called acoustic measurements to several larynx conditions. Principal component analysis data reduced the acoustical measurements into input vectors for the classifiers. The performance metrics showed up to 99.4% of correctly healthy-unhealthy discrimination, and up to 50.4% of correctly identification of the larynx conditions (up to 6.4% of sensitivity). It is shown that well-built classifiers (properly combining acoustic measurements) yielded better classification performance.

ABSTRACT. Pessoas portadoras de deficiência física apresentam determinadas limitações devido a sua condição física. Uma maneira de minimizar essasituação é através do uso de próteses para reduzir ouidealmente eliminar completamente a deficiência física. Para contribuir nesta área, este trabalho utiliza a base de dados Ninapro para desenvolver um sistema, baseado em eletromiografia de superfície, capaz de classificar movimentos da mão. É comparado a taxa de acerto de três métodos de classificação (Regressão Logística, Redes Neurais e Máquina de Vetores de Suporte) para um conjunto variável de eletrodos, para um conjunto variável de características e para um conjunto de treinamento de diferentes tamanhos. Este trabalho demonstra que as taxas de acerto para os modelos diminuiu com a redução do conjunto de eletrodos, mas mostra que o posicionamento desses eletrodos é um importante fator para a qualidade da classificação. As taxas de acerto quando considerando somente as características extraídas no domínio da frequência, confirmam que as taxas de acerto do modelo foram reduzidas com a diminuição do conjunto de treinamento e mostra que a Regressão Logística e a Rede Neural apresentam taxas de acerto superiores e similares (96,3% para o caso padrão), quando comparado ao modelo SVM (92,2% para o caso de teste padrão).

ABSTRACT. This paper describes tests carried out on myoelectric signals classification for the classification of 17 distinct movements of the hand-arm segment. To this end, the features of RMS value, variance and median frequency of SEMG signal were extracted in order to investigate the efficiency of each feature and their combination in the accuracy rate. The method of computational intelligence used is based on logistic regression and best accuracy rates were obtained with the combination of all features (87,0 ± 6,5%) followed by combination with the median frequency value (RMS 86,8 ± 6,2%). In the single-feature tests, the best results were obtained by the RMS value of the sEMG signal (76.0 ± 11.2%).

ABSTRACT. Affective robots have been designed to improve interaction with humans. It is known that they increase and become the human-robot interaction more natural and engaged. Examples of them are socially assistive robots, that aid several kinds of therapies, such as of children with Autism Spectrum Disorder (ASD). This work introduces an affective robot in developing at Federal University of Espirito Santo (UFES/Brazil), which is able to express basic emotions and recognize people’s emotions through recording of facial images. Preliminary results show 77% of volunteers are able to correctly recognize six emotional expressions displayed by the robot face. In addition, the system responsible for recognition of human emotions reaches a maximum accuracy of 82.91%.

ABSTRACT. The progress of tissue engineering technique and its promising application in experimental and clinical environment makes it necessary to develop appropriate tools to monitor the mechanical properties during the growth and reshape of these implants in a particular organ and establish indicators that allow evaluating the efficacy of a given tissue generation technique. We present an in vivo evaluation system of mechanical variations of trachea based on acquisition and post-processing of video images captured from exposed tracheas of five rats, during mechanical ventilation. Images from a video camera attached to a stereomicroscope were recorded for 90 seconds. Video images were post-processed to isolate the trachea and detecting the displacements of the walls of the organ (i.e., the two dimensions’ area of image projection). The results show that respiratory frequency can be detected and it is possible to measure the variations in the diameters of the trachea (less than 1%), along the distal and proximal segments, during the inspiratory and expiratory movements. We believe that this measurement technique can be used to establish standards for tissue elasticity and thus create an indicator to assess the evolution of tissue implants in animal models in different stages of growth and remodeling.