Development of an intelligent robotic system for rehabilitation of upper limbs using a collaborative robot

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáRehabilitation is a relevant process for the recovery from dysfunctions and improves the realisation of patient’s Activities ofDaily Living (ADLs). Therefore, the development of technologies for this field has significant importance because the improvement of the rehabilitation can affect many people. This work proposes a robotic system for the rehabilitation of the upper limbs using a collaborative robot and an intelligent control algorithm that makes the solution robust and adaptable to each patient. The UR3 from Universal Robots© was used to implement two Reinforcement Learning algorithms, the SARSA and Q-learning, applied to this rehabilitation problem. The goal of this system provides a common training force applying resistance on the movement performed by the patient. This thesis is divided into twomain parts. The first one was the development of a simulation composed by the UR3 and a human model in V-REP platformthat could be controlled through a dedicated interface or externally through the MATLAB using the self-control algorithms. This simulation was created with a graphical interface for visualisation, and a human-machine interface, to control the robotic system with RL algorithm, built onMATLAB. The results obtained with the simulation presented the expected system behaviour. The second part was the experiment of the real system with a healthy subject. The experiment was divided in two phases the first considering the training only in one axis and second in the three Cartesian axes. The used algorithms were the same as the simulation, but in this case, they were implemented in Python language. The experiment considering one axis presents satisfactory results, while for the three axes the results were not so good. The obtained results with the real system experiment for one and three axis were compared with the human armmodel proposed in other studies to validate the applied methodology. This work represents an important contribution for the field because presents a new feature to help therapists and patients to get better results in the rehabilitation process.A reabilitação é um processo relevante para a recuperação de disfunções e para uma melhor realização das Atividades de Vida Diária (AVDs) do paciente. Portanto, o desenvolvimento de tecnologias para este campo tem uma importância significativa, pois o aprimoramento da reabilitação pode afetar muitas pessoas. Este trabalho propõe um sistema robótico para a reabilitação dos membros superiores utilizando umrobô colaborativo e umalgoritmo de controle inteligente, o que torna a solução robusta e adaptável para cada paciente. O robô UR3 da Universal Robots© foi usado como base para a implementação de dois algoritmos de Reinforcement Learning (RL), o SARSA e o Q-learning, aplicados a esse problema de reabilitação. O objetivo deste sistema é fornecer umtreinamento de força comum, aplicando uma resistência ao movimento realizado pelo paciente. Basicamente, esta tese está dividida em duas partes principais. A primeira foi o desenvolvimento de uma simulação composta pelo UR3 e um modelo do corpo humano na plataforma V-REP, que pudesse ser controlado através de uma interface dedicada ou, externamente, através do MATLAB usando os algoritmos de Reinforcement Learning. Essa simulação foi criada com uma interface gráfica para visualização e uma interface homem-máquina, para controlar o sistema robótico com o algoritmo RL, construído no MATLAB. Os resultados obtidos com a simulação apresentaram o comportamento esperado do sistema. A segunda parte foi o experimento do sistema real com umindivíduo saudável. O experimento foi dividido em duas fases: a primeira considerando o treinamento apenas em um eixo e a segunda nos três eixos cartesianos. Os algoritmos utilizados foram os mesmos da simulação,mas, neste caso, foramimplementados na linguagem Python. Os resultados são apresentados quer em simulação quer com o robô real e validam a metodologia desenvolvida e aplicada. Os resultados obtidos com o experimento real do sistema para a apenas umeixo foram comparados com a simulação do modelo do braço humano proposto em outros trabalhos para validar ametodologia aplicada. Este trabalho representa uma contribuição importante para o campo da reabilitação, pois apresenta umnovo recurso para ajudar terapeutas e pacientes a obter melhores resultados no processo de reabilitação

Robot@factory lite: an educational approach for the competition with simulated and real environment

Teaching based on challenges and competitions is one of the most exciting and promising methods for students. In this paper, a competition of the Portuguese Robotics Open is addressed and a solution is proposed. The Robot@Factory Lite is a new challenge and accepts participants from secondary schools (Rookie) and universities. The concepts of simulation, hardware-in-the-loop and timed finite state machine are presented and validated in the real robot prototype. The aim of this paper is to disseminate the developed solution in order to attract more students to STEM educational program.This work is financed by the ERDF - European Regional Development Fund through the Operational Programme for Competitiveness and Internationalisation- COMPETE 2020 Programme within project (POCI-01-0145-FEDER- 006961), and by National Funds through the FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia (Portuguese Foundation for Science and Technology) as part of project UID /EEA/50014/2013.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Epidemiologia dos acidentes com animais peçonhentos registrados no Estado de Goiás entre os anos de 2007 e 2017

Objective: To describe the epidemiological profile of accidents caused by venomous animals occurring in the state of Goiás between 2007 and 2017. Methods: This is an observational, retrospective epidemiological study that used the computerized data system for reporting accidents with venomous animals, linked to DATASUS. Results: In this period, 34,968 records of accidents with venomous animals were reported, corresponding to an annual average of 3,496.8 cases and an average of 9.5 accidents per day. Scorpions (43%) and snakes (33.3%) were the animals most frequently involved in accidents. There was predominance (61.1%) and between 20 and 59 years of age. The time elapsed between the bite and the treatment occurred more frequently between 0 and 1 h after the accident (48.2%) and between 1 and 3 hours (25.5%). Poisoning was classified according to severity in mild (68.4%), moderate (21.1%) and severe (4.6%) cases. Conclusion: In general, the results show that in Goiás, there are predominant accidents with male and economically active population, being most attended within the first hour after an accident and classified as mild severity.Objetivo: Descrever o perfil epidemiológico dos acidentes por animais peçonhentos ocorridos no Estado de Goiás entre os anos de 2007 a 2017.Métodos: Trata-se de um estudo epidemiológico observacional, retrospectivo, que utilizou o sistema informatizado de dados das notificações de acidentes com animais peçonhentos, vinculado ao DATASUS. Resultados: Foram notificados, neste período, 34.968 registros de acidentes com animais peçonhentos, correspondendo a uma média anual de 3.496,8 casos e média de 9,5 acidentes por dia. Os escorpiões (43%) e as serpentes (33,3%) foram os animais mais frequentemente envolvidos nos acidentes. Houve predominância do sexo masculino (61,1%%) e com faixa etária entre 20 e 59 anos de idade. O tempo decorrido entre a picada e o atendimento ocorreu em maior frequência entre 0 a 1 h após o acidente (48,2%) e entre 1 a 3 horas (25,5%). Os envenenamentos foram classificados, de acordo com a gravidade em casos leves (68,4%), moderado (21,1 %) e graves (4,6%). Conclusão: De modo geral, os resultados evidenciam que em Goiás, predomina acidentes com população masculina e economicamente ativa, sendo majoritariamente atendidos dentro da primeira hora após acidente e classificados como gravidade leve

Método para produção de petróleo em reservatórios depletados com contenção de água circulada

DepositadaÉ relatado um método para aumento da eficiência de recuperação de óleo de uma formação subterrânea, particularmente para poços que estejam em elevado estado de depleção. Preferencialmente para aumentar o volume da formação subterrânea contatada pela água na recuperação de óleo e promover urna redução seletiva, de longo alcance e duradoura na permeabilidade à água. Preferencialmente para reduzir os canais preferenciais e melhorar a eficiência de deslocamento, decorrente do deslocamento do óleo trapeado, pela partícula polimérica expandida e promover uma contenção da água circulada

TIEMPO DE CONTACTO CON INTERVENCIONES EDUCATIVAS Y AUTOCUIDADO DE PERSONAS CON DIABETES MELLITUS

Objective: To identify the relationship between the contact time in educational interventions and self-care variables in users of the Family Health Strategy service with diabetes mellitus.Method: Quasi-experimental before and after study. Data were collected between August and December 2019 at two different times: on the first day (initial moment) and on the last day (final moment) of an educational intervention. In the analysis, paired t-student was used to compare the mean scores in the initial and final moments.Results: The participants were 57 people living with type 2 diabetes mellitus. Analysis showed improvement in the self-care scores between the initial moment (4.15) and the final moment (4.81), with statistical significance (p <0.001).Conclusion: A positive relationship was identified between the contact time in educational interventions and self-care variables in users of the family health strategy (ESF) service who live with diabetes mellitus.Objetivo: verificar la relación entre el tiempo de contacto con intervenciones educativas y las variables de autocuidado en usuarios con diabetes mellitus. Método: estudio casi experimental del tipo antes y después. Se obtuvieron losdatos entre agosto y diciembre de 2019, en dos momentos distintos: en el primer día de intervención educativa (momento inicial) y en el último día (momento final). En el análisis se utilizó el t-student para comparar los promedios de las puntuaciones en el momento inicial y en el momento final. Resultados: participaron del estudio 57 personas que presentaban diabetes mellitus tipo 2. El análisis demostró crecimiento en las puntuaciones de autocuidado entre el momento inicial (4,15) y el momento final (4,81), con significancia estadística (p<0,001). Conclusión: se verificó una relación positiva entre el tiempo de contacto con intervenciones educativas y las variables de autocuidado en usuarios acompañados en la estrategia de salud de la familia que presentan diabetes mellitus.Objetivo: verificar a relação entre o tempo de contato com intervenções educativas e as variáveis de autocuidado em usuários com diabetes mellitus.Método: estudo quase experimental do tipo antes e depois. Os dados foram coletados entre agosto e dezembro de 2019, em dois momentos distintos: no primeiro dia de intervenção educativa (momento inicial) e o no último dia (momento final). Na análise, utilizou-se o t-student pareado para comparar as médias dos escores no momento inicial e no momento final.Resultados: participaram do estudo 57 pessoas que viviam com diabetes mellitus tipo 2. A análise demonstrou melhora nos escores de autocuidado entre o momento inicial (4,15) e o momento final (4,81), com significância estatística (p<0,001).Conclusão: verificou-se uma relação positiva entre o tempo de contato com intervenções educativas e as variáveis de autocuidado em usuários acompanhados na estratégia de saúde da família que vivem com diabetes mellitus

TECNOLOGÍAS EDUCATIVAS: ESTRATEGIAS EFICIENTES PARA LA PROMOCIÓN DE LA SALUD DE IDOSOS

Este estudo busca descrever a contribuição das tecnologias educativas para a promoção da saúde de idosos. Trata-se de uma revisão integrativa realizada de dezembro de 2017 a fevereiro de 2018 nas bases de dados MEDLINE, BDENF e LILACS. As tecnologias educativas elucidadas foram internet, multimídia, cartilha informativa e dinâmica de grupo e as mesmas contribuíram para a promoção do autocuidado, empoderamento, prevenção dos fatores de riscos e esclarecimento das situações de saúde

Effects of red wine tannat on oxidative stress induced by glucose and fructose in erythrocytes in vitro

The literature indicates that red wine presents in its composition several substances that are beneficial to health. This study has investigated the antioxidant effects of Tannat red wine on oxidative stress induced by glucose and fructose in erythrocytes in vitro, with the purpose to determine some of its majoritarian phenolic compounds and its antioxidant capacity. Erythrocytes were incubated using different concentrations of glucose and fructose in the presence or absence of wine. From these erythrocytes were determined the production of thiobarbituric acid reactive species (TBARS), glucose consumption, and osmotic fragility. Moreover, quantification of total phenolic, gallic acid, caffeic acid, epicatechin, resveratrol, and DPPH scavenging activity in wine were also assessed. Red wine showed high levels of polyphenols analyzed, as well as high antioxidant potential. Erythrocytes incubated with glucose and fructose had an increase in lipid peroxidation and this was prevented by the addition of wine. The wine increased glucose uptake into erythrocytes and was able to decrease the osmotic fragility of erythrocytes incubated with fructose. Altogether, these results suggest that wine leads to a reduction of the oxidative stress induced by high concentrations of glucose and fructose

Physiological responses of rice cultivars exposed to different temperatures and flood depths in a water seeded system

Abstract Temperature and flood depths influence the growth and development of irrigated rice. The objective of this study was to evaluate the initial response of two rice genotypes on oxidative stress, growth and nitrogen accumulation of rice seedlings under different temperatures and flood depths in a water seeded system. The study was conducted in 2012 using a phytotron chamber. Treatments were a combination of two air temperatures regimes (17 and 20°C), two rice genotypes (IRGA 425 and Epagri114) and three flood dephs (1, 5 and 9 cm). The results showed that temperature affected seedling performance, with greater dry mass for roots and shoots, as well as greater nitrogen accumulation at 20°C at a flood depth of 1 cm for both genotypes. The H 2 O 2 concentration in the root increased with increasing flood depth, with a significantly greater increase for the 114 Epagri genotype. The activity of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) varied depending on the genotype, with SOD being the most expressive, increasing its activity with increasing flood depth. Chlorophyll and carotenoid contents decreased significantly with increasing flood depth, with less interference for IRGA 425. Temperature and flood depth affected nitrogen absorption, dry matter accumulation and oxidative stress in rice seedlings in the system tested. The lowest stresses were observed in rice plants subjected to the flood depth of 1 cm at 20 °C, and cultivar IRGA 425 was more tolerant to increased depth of water when compared to cultivar Epagri 114

Efeito do laser terapêutico de baixa potência no gânglio da raiz dorsal L5 de camundongos submetidos ao esmagamento do nervo ciático

Avaliou-se o efeito o efeito da terapia laser de baixa potência (TLBP) na regeneração de neurônios periféricos de animais adultos. O nervo ciático direito de doze camundongos machos adultos foi esmagado com pinça hemostática durante 30 segundos. Os animais foram divididos aleatória e equitativamente em quatro grupos: HeNe, AsGa, NR e NOR. O grupo HeNe recebeu irradiação laser HeNe (3J/cm²). Os animais do grupo AsGa receberam radiação laser AsGa (30 mJ) e os animais remanescentes (NR) não foram radiados. A radiação transcutânea sobre o gânglio da raiz dorsal L5 foi realizada uma vez ao dia, por 21 dias. Outros quatro animais não foram operados e serviram como controle de normalidade (NOR). Decorridos 21 dias, fragmentos do nervo ciático foram coletados para avaliação morfológica e contagem do número de axônios. O gânglio da raiz dorsal L5 foi removido para a avaliação morfológica e contagem dos neurônios sensitivos sobreviventes à lesão. Os grupos que sofreram esmagamento do nervo sofreram redução no número de axônios quando comparados ao grupo não operado (NOR). O gânglio da raiz dorsal L5 também foi removido e seccionado em série para a contagem e mensuração dos neurônios sensitivos. Não se observou diferença entre os grupos quando considerada a área do pericário e o número de neurônios. Os resultados indicam que a TLBP não estimulou a regeneração de nervos em camundongos. A TLBP não teve ação neuroprotetora sobre os neurônios após a lesão dos seus axônios.The purpose of this study was to assess the effect of low-power laser therapy (LPLT) on the regenerating peripheral neurons in adult animals. The right sciatic nerve of twelve mice adults was experimentally crushed with a Halstead forceps during 30 seconds. Animals were randomly distributed into three: HeNe, GaAs and NR. HeNe group received radiation laser HeNe (3 J/cm²). The animals of the GaAs group received GaAs laser irradiation (30 mJ) and the remnant animals (NR) were not radiated. The radiation was daily transcutaneously applied to L5 dorsal root ganglion, for 21 days. Other four non-operated animals served as normal controls (NOR). After 21 days, the sciatic nerve was collected and processed for histological assessment and axonal counting. The L5 dorsal root ganglion (DRG) was also removed for morphologic and morphometric evaluation of sensory surviving neurons. No difference was found in the number and size of DRG neurons among the experimental groups. The results indicate that LPLT did not improve regeneration of peripheral nerves in mice. LPLT had no neuroprotective effect on neurons after axonal lesion

PERDA DE PESO ASSOCIADA AO USO DE SEMAGLUTIDA: EFICÁCIA E MECANISMO DE AÇÃO

Este estudo possui o objetivo de analisar e fazer a exposição da relação entre o uso de semaglutida e a perda de peso, fazendo a análise dos mecanismos de ação e da sua eficácia. Para tanto, este trabalho é uma revisão integrativa que foi feita com base na busca dos seguintes Descritores em Ciências da Saúde (DeCS) feita na base de dados PubMed: weight; loss; and; semaglutide. Sendo escolhidos apenas artigos publicados de 2022 a 2023, até a data de 03/11/2023, em que foi encontrado 23 artigos, sendo estes analisados em sua integralidade, onde 13 foram excluídos e apenas 10 foram utilizados para a realização&nbsp;deste trabalho. A obesidade, por ser uma doença de extrema crescente e por trazer diversas complicações cardiovasculares e metabólicas necessita de uma terapia farmacológica, para além de uma terapia de mudança de hábitos de vida, dessa forma, para atender esta demanda surgiu o medicamento semaglutida que se mostrou eficaz na redução do peso e índice de massa corporal. Com base nessas informações é necessária a união de diversos artigos com relação a esta temática para que haja a ampliação dos conhecimentos de profissionais de saúde e pacientes, além de proporcionar uma maior evidenciação dos efeitos da semaglutida