Modelação computacional do membro inferior humano para a reprodução da dinâmica da marcha com músculos: casos saudável e patológico

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia BiomédicaA biomecânica do movimento compreende o estudo e análise do movimento realizado por seres vivos, quer seja para melhorar o seu desempenho ou prevenir e tratar lesões. O primeiro é amplamente aplicado ao estudo do desporto e ao auxílio prestado aos atletas para desempenhar um movimento pretendido. De modo a ajudar na prevenção e tratamento de lesões, a biomecânica visa providenciar conhecimento acerca das propriedades mecânicas dos tecidos humanos, das cargas mecânicas a que eles estão sujeitos durante o movimento e de terapias relacionadas com prevenção e reabilitação. Atua no sentido de auxiliar na projeção estratégias de reabilitação e dispositivos médicos de assistência. Este trabalho compreende o uso de um modelo biomecânico do membro inferior humano previamente desenvolvido por Geyer & Herr (2010). O modelo inclui a reprodução dos sistemas esquelético, muscular e neuronal humanos com o objetivo de produzir o movimento do modelo. Esta abordagem foi utilizada para estudar eventos que ocorrem a nível articular, considerando, por exemplo, a amplitude de movimento e os torques produzidos, durante uma marcha fisiológica e patológica com lesão do ligamento anterior cruzado (LAC). Esta patologia está associada a atividades, tais como o basquetebol, envolvendo mudanças rápidas na direção combinadas com aceleração e desaceleração do corpo. Estas ações causam lesões do LAC e por vezes levam à sua rutura, provocando a necessidade de procedimentos de reabilitação e cirúrgicos para melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Para o modelo biomecânico saudável, considerando os ângulos das juntas, os resultados apresentam uma concordância muito boa com a literatura. Os dados cinéticos demonstram algumas semelhanças, bem como discrepâncias. O torque da articulação do tornozelo é o que mais se aproxima da literatura, enquanto que o torque da anca e do joelho apresentam diferenças tanto em magnitude (maior do que o esperado), como em forma. Os padrões de ativação muscular também apresentam diferenças quando comparados com a literatura. Sugestões são dadas para minimizar estas ocorrências. A implementação da patologia consistiu na diminuição do torque produzido pelos músculos (quadríceps e hamstrings) afetados pela lesão do ligamento anterior cruzado após reconstrução cirúrgica. A variável mais próxima da literatura é a força vertical de reação com o solo, enquanto que os restantes dados cinéticos diferem. Sugestões são dadas de forma a equivaler mais os resultados com a literatura.Biomechanics of movement comprises the study and analysis of the movement performed by living beings, whether by improving its performance or by preventing and treating injury. The former is extensively applied to understanding sports and to help athletes performing a desired movement. In order to help preventing and treating injury, biomechanics aims at providing knowledge on the mechanical properties of human tissues, the mechanical loads they feel during movement, and on therapies related to prevention and rehabilitation. It acts to help design rehabilitation procedures and assistive medical devices. This work comprises the use of a biomechanical model of the human lower limb previously developed by Geyer & Herr (2010). The model possesses the reproduction of the human skeletal, muscular and neural systems in order to produce the model’s movement. This approach was used to study the events occurring at joint level, regarding, for instance, its range of motion and produced torques, during physiological and anterior cruciate ligament (ACL) pathological gait. This gait pathology is associated with activities, such as basketball, involving rapid changes in direction combined with acceleration and deceleration of the body. These actions cause ACL injuries and sometimes lead to its rupture, provoking the need for surgical and rehabilitation procedures to improve the patient’s life quality. For the healthy biomechanical model, regarding the joints’ angles, the results present very good agreement with results found in literature. The kinetic data show some similarities, as well as discrepancies. The ankle joint torque is the closest to literature findings, whilst the hip and knee joint torque present differences both in magnitude (higher than expected) and in shape. The muscular activation patterns also present differences when compared to literature. Suggestions are made in order to minimize these occurrences. The implementation of pathology consisted in diminishing the torque produced by the muscles (quadriceps and hamstrings) affected by an anterior cruciate ligament injury after its surgical reconstruction. The variable closer to literature findings is the vertical ground reaction force, whilst the other kinetic and kinematic data differ. Suggestions are made in order to make the results more equivalent to literature

A classe c também vai à academia: análise dos motivadores do consumo de academias low-cost

The fitness market is one of the fastest growing both in Brazil and in the world, the business model of low-cost gyms stands out in the market for its accelerated growth and the proposal to make the practice of physical activity more accessible. The present study investigated the motivation factors that influence the consumption of low-cost gyms, with emphasis on the behavior of Class C. Data collection took place through an online questionnaire to a non-probabilistic sample for convenience of individuals who attend gyms, the questionnaire evaluated the motivation to practice physical activities in gyms, the determining factors in the choice, user satisfaction regarding employees, programs, services and facilities of gyms, as well as future intentions and general satisfaction of users, the final sample consisted of 175 respondents. The results obtained revealed that the most significant motivational factors for joining the services of these gyms are related to health. The findings also indicated that the factors that most influence the choice of low-cost users are the quality of the equipment, the quality of the services and the location. Identifying such factors is essential to understand consumer behavior of low-cost gyms and helps in the development of more effective decision-making strategies for gym managementO mercado fitness é um dos que mais cresce tanto no Brasil quanto no mundo, o modelo de negócio das academias low-cost destaca-se no mercado pelo seu crescimento acelerado e pela proposta de tornar a prática da atividade física mais acessível. O presente estudo investigou os fatores de motivação que influenciam o consumo de academias low-cost, com ênfase no comportamento da Classe C. A coleta de dados ocorreu por meio de um questionário online a uma amostra não-probabilística por conveniência de indivíduos que frequentam academias, o questionário avaliou a motivação para prática de atividades físicas nas academias, a amostra final foi composta por 175 respondentes. Os resultados obtidos revelaram que os fatores motivacionais mais significativos para a adesão dos serviços dessas academias estão relacionados à saúde. Os achados também apontaram que os fatores que mais influenciam na escolha dos usuários das low-cost são a qualidade dos equipamentos, a qualidade dos serviços e a localização. Identificar tais fatores é essencial para compreender o comportamento do consumidor de academias low-cost e auxilia no desenvolvimento de estratégias para tomada de decisão mais eficazes para a gestão das academias

Necessidades de formação contínua de professores do 1.º ciclo do ensino básico face à inclusão

O Relatório Final de Mestrado apresentado decorre do trabalho desenvolvido no âmbito do curso de Mestrado em Educação Pré- Escolar e Ensino do 1º Ciclo do Ensino Básico. Assim, o presente estudo teve como principais objetivos: (i) Conhecer as necessidades de Formação Continua para a inclusão, num determinado contexto; (ii) Identificar o tipo de Formação Contínua que os professores frequentam, no âmbito da inclusão; (iii) Conhecer a perceção dos professores sobre a utilidade e aplicabilidade da Formação Continua para a inclusão; (iv) Conceber um plano formativo para a instituição, na área da inclusão. Na recolha dos dados empíricos para a alcance dos objetivos do estudo, privilegiou-se uma abordagem qualitativa. Estes dados foram recolhidos a partir da aplicação de uma entrevista semiestruturada, individual, com questões abertas, para recolha da informação, que foi tratada mediante a técnica de análise de conteúdo e organizada em categorias. Os dados recolhidos mostram que, para os quatro docentes entrevistados, as necessidades relativas à inclusão dos alunos ao abrigo do Decreto-Lei n.º 54/2018 não são prioritariamente necessidades formativas, mas necessidades de melhoria dos Recursos Humanos e Materiais. Todavia, consideram a formação continua muitíssimo importante e relevante para uma boa prática profissional, enfatizando que as formações devem ser de carácter mais prático

Comparação das variáveis respiratórias após utilização de ventilação mecânica não invasiva (VNI) por meio do Bilevel Positive Airway Pressure (BIPAP)

INTRODUÇÃO: Doenças pulmonares e cardiovasculares estão entre os principais problemas de saúde mundial, cujas complicações exigem cuidados intensivos, bem como suporte ventilatório por tempo prolongado. A ventilação mecânica não invasiva (VNI) é definida como um suporte ventilatório de pressão positiva realizado através das vias aéreas superiores por meio de uma interface, com o objetivo de promover a ventilação adequada, diminuir o trabalho respiratório, e melhorar as trocas gasosas, podendo diminuir as complicações associadas ao uso da ventilação mecânica invasiva e por consequência as taxas de morbidade e mortalidade relacionadas a esse suporte ventilatório. OBJETIVOS: Comparar as variáveis dos pacientes que possuíam doenças respiratórias com indivíduos que apresentavam outras doenças e estavam na unidade de internação utilizando VNI por meio do Bilevel Positive Airway Pressure (Bilevel/BIPAP). METODOLOGIA: Foram incluídos na pesquisa 30 pacientes com idade entre 01 à 91 anos, de ambos os sexos que internaram na unidade de internação do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Os dados foram coletados a partir do sistema AGHuse e do aparelho ResMed Stellar™ 150, e inseridos num pendrive e computador através do programa Rescan da Resmed. RESULTADOS: No grupo de doenças pulmonares, 8 (53,3%) eram DPOC, 4 (26,7%) possuíam diagnóstico de COVID 19, 1 (6,7%) broncopneumonia e 2 (13,3%) fibrose pulmonar. Já no grupo de outras doenças, 4 (26,7%) apresentavam neoplasias, 2 (13,3%) pós Acidente Vascular Cerebral (AVC), 1 (6,7%) insuficiência cardíaca, 2 (13,3%) doenças degenerativas, 2 (13,3%) doença renal e 4 (26,7%) eram outras doenças. Algumas variáveis apresentaram associação, como a SpO2 e a PIP no grupo de doenças pulmonares (rs=-0,536; p=0,039). Quanto maior EB, maior PaCO2 no grupo de doenças pulmonares (rs=0,646; p=0,009). Quanto maior pH, menor PaCO2 somente no grupo de doenças pulmonares (rs=-0,784; p=0,001). Entretanto algumas se confirmaram, como a frequência respiratória e o volume minuto (rs=0,657; p=0,008) no grupo de doenças pulmonares. 9 CONCLUSÃO: Não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos avaliados, no entanto foi observado associação dos parâmetros utilizados na VNI com os valores gasométricos apresentados pelos pacientes com doenças pulmonares.INTRODUCTION: Pulmonary and cardiovascular diseases are among the main health problems worldwide, whose complications require intensive care, as well as prolonged ventilatory support. Non-invasive mechanical ventilation (NIV) is defined as positive pressure ventilatory support performed through the upper airways through an interface, with the aim of promoting adequate ventilation, reducing controlled work, and improving gas exchange, which may reduction as complications associated with the use of invasive mechanical ventilation and, consequently, as morbidity and mortality rates related to this ventilatory support. OBJECTIVES: To compare the variables of patients who had respiratory diseases with individuals who had other diseases and were in the inpatient unit using NIV using the Bilevel Positive Airway Pressure (Bilevel/BIPAP). METHODOLOGY: Thirty patients aged between 01 and 91 years old, of both sexes, who were admitted to the inpatient unit of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) were included in the study. Data were collected from the AGHuse system and the ResMed Stellar™ 150 device, and entered into a USB stick and computer through Resmed's Rescan program. RESULTS: In the lung diseases group, 8 (53.3%) had COPD, 4 (26.7%) had a diagnosis of COVID 19, 1 (6.7%) bronchopneumonia and 2 (13.3%) pulmonary fibrosis. In the group of other diseases, 4 (26.7%) had neoplasms, 2 (13.3%) post-Cerebral Vascular Accident (CVA), 1 (6.7%) heart, 2 (13.3%) heart disease degenerative, 2 (13.3%) were kidney diseases and 4 (26.7%) were other diseases. Variables showed an association, such as SpO2 and PIP in the lung disease group (rs=-0.536; p=0.039). The higher the BE, the higher the PaCO2 in the pulmonary disease group (rs=0.646; p=0.009). The higher the pH, the lower the PaCO2 only in the lung disease group (rs=-0.784; p=0.001). However, some were confirmed, such as respiratory rate and minute volume (rs=0.657; p=0.008) in the pulmonary disease group. CONCLUSION: There was no statistically significant difference between the evaluated groups, however, an association was observed between the 11 parameters used in NIV and the gasometric values presented by patients with pulmonary diseases

A Influência de Fatores Pré, Peri e Pós-Natais

Introdução: Segundo a OMS, a obesidade é um dos mais sérios desafios da saúde Pública no século XXI e a sua prevalência continua a aumentar. Crianças e adolescentes obesos ou com excesso de peso têm tendência a ser adultos obesos e maior probabilidade de desenvolver doenças crónicas mais precocemente. Estudar fatores como a tipologia de parto, o aumento de peso na gravidez, a idade gestacional e o peso ao nascer, intercorrências durante a gravidez, como diabetes gestacional, eclâmpsia ou préeclâmpsia, o tempo de aleitamento materno e o tempo de aleitamento materno exclusiva podem ter influência no desenvolvimento ponderal. Assim, o estudo destes fatores e a sua influência no desenvolvimento ponderal dos adolescentes poderá permitir uma intervenção mais adequada na prevenção da obesidade pediátrica, evitando a progressão expectável para a obesidade na vida adulta, desenvolvimento de doenças crónicas e morte prematura. O objetivo deste estudo foi avaliar a prevalência de obesidade e excesso de peso em adolescentes e a associação com fatores perineonatais. Metodologia: Estudo transversal, de cariz descritivo e com componente analítica dos dados. Baseou-se na análise dos processos clínicos de 131adolescentes e aplicação de questionários às mães dos mesmos. Os resultados foram analisados no software estatístico SPSS ® - versão 27 para o Windows ® e consideraram-se significativos para um p<0,05. Resultados: Foi encontrada uma relação estatisticamente significativa (p<0,05) entre a média de Z-score de IMC dos adolescentes frutos de gravidezes em que houve intercorrências, como a Diabetes Gestacional e estados hipertensivos. Também foi observado, que os adolescentes sem irmãos, tinham em médio, um Z-score de IMC superior aqueles com irmãos. Conclusão: Este estudo mostra uma tendência para que alguns fatores pré, peri e pósnatais influenciem o desenvolvimento ponderal das crianças e adolescentes. É imperativo desenvolver esforços para a implementação de esquemas de prevenção e controlo do excesso de peso e obesidade de forma cada vez mais precoce.Introduction: Obesity is one of the most serious Public Health Challenges on the XXI century, and its prevalence keeps rising. Overweight or obese children and adolescents have a tendency to become overweight and obese adults. Variables like type of delivery, gestational weight gain, complications during the pregnancy and breastfeeding practices might have some influence on development of children and adolescents. Because of this, the study of these factors is highly important and will allow CHUCB to act at an early time and prevent the development of obesity in childhood and adolescence, avoiding the progression into obese adults, the development of non-communicable diseases and earlier death. Methodology: It is presented as a cross-sectional research, drafted in a descriptive and analytical component of data. Based on the analysis of the clinical files of 131 adolescents and the application of questionnaires to mothers in the study. The results were treated by SPSS software, version 27 for Windows ® and were considered significant at p<0.05. Results: A statistically significant relation, (p<0,05), was found between the medium IMC Z-Score in adolescents and the pregnancies where Gestational Diabetes or Hypertension occurred. It was also observed that adolescents without siblings had, in average, a higher BMI Z-Score than those that had siblings. Conclusion: This study shows that some pre, peri and post-natal factors influence the weight development of children and adolescents. It’s important to implement prevention measures and treatments at an earlier stage

Filtros óticos baseados em filmes finos para implementação num sistema de espectroscopia para o diagnóstico de malária

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia BiomédicaA malária é uma doença infeciosa com elevada prevalência em regiões com condições de saúde debilitadas. Atualmente, o diagnóstico de malária baseia-se principalmente na microscopia e nos testes de diagnóstico rápidos, sendo limitados pela parasitémia que permitem detetar e pela necessidade de amostras de sangue dos pacientes. Assim, é urgente desenvolver novos métodos de diagnóstico precisos, independentes do utilizador, portáteis e de baixo custo, sem requererem amostras de sangue. A presente dissertação integra um projeto de investigação que pretende desenvolver um método inovador e não invasivo de diagnóstico, baseado em espectrofotometria de reflectância ótica, para a quantificação de parasitas da malária, através da identificação de hemozoína, sem necessidade de amostras sanguíneas. O dispositivo integrará um conjunto de filtros óticos, com elevada transmitância e baixa largura a meia altura (FWHM, do inglês low full width at half maximum), para a reconstrução completa dos espectros de reflectância, de modo a distinguir entre glóbulos vermelhos saudáveis e infetados com o parasita da malária. Neste trabalho propõe-se o desenho, simulação e otimização de 16 filtros óticos passa-banda de largura de banda estreita e altamente seletivos, baseados em multicamadas de filmes finos de SiO2/TiO2, para a gama espectral entre 400 nm e 800 nm. As propriedades óticas dos materiais constituintes dos filmes finos, em particular os índices de refração, constituíram o foco deste estudo, pelo que três índices de refração diferentes foram considerados. Os resultados mostram que os filtros simulados são sensíveis a estas propriedades. Cada filtro, para um único comprimento de onda, apresenta uma FWHM 90%. A reconstrução dos espectros de reflectância originais foi verificada experimentalmente, a partir de um conjunto de 8 filtros óticos baseados em filmes finos, na mesma gama espectral, tendo sido possível distinguir entre diferentes parasitémias, até um limite de deteção de 12,5 parasitas/μL de glóbulos vermelhos. Os resultados obtidos exibem o potencial destes filtros óticos para integração no dispositivo ótico proposto, contribuindo para uma tecnologia disruptiva e inovadora de diagnóstico não invasivo de malária.Malaria is an infectious disease, highly prevalent in world regions with lacking healthcare conditions. Nowadays, malaria diagnostic is mainly based on microscopy and rapid diagnostic tests by immunochromatographic assays, being limited by the parasitaemia that they can detect and by the need for patients’ blood samples. Thus, it is urgent to develop new accurate, user-independent, portable and low-cost diagnosis methods, without the need for blood samples. This dissertation is part of a research project that aims to develop an innovative and non-invasive diagnostics method, based on optical reflectance spectrophotometry, for the quantification of malaria parasites, through the identification of hemozoin, without the need for blood samples. The device will comprise a set of optical filters, with high transmittance and low full width at half maximum (FWHM), for the complete reconstruction of the reflectance spectra, in order to distinguish between healthy and malaria-infected red blood cells. In this work, it is proposed the design, simulation and optimization of 16 narrowband and highly selective optical bandpass filters, based on multilayer SiO2 / TiO2 thin films, for the spectral range between 400 nm and 800 nm. The optical properties of the thin films’ materials, in particular the refractive indices, were the focus of this study, so three different refractive indices were considered. The results show that the simulated filters are highly sensitive to these properties. Each filter, for a single wavelength, shows a FWHM 90%. The reconstruction of the original reflectance spectra was experimentally verified, using a set of 8 thin-film optical filters, in the same spectral range of the simulated ones, and it was possible to distinguish between different parasitaemia, up to a detection limit of 12.5 parasites/μl of red blood cells. The obtained results enhance the potential of these optical filters for integration in the proposed optical device, supporting this disruptive and innovative technology for non-invasive malaria diagnosis.O trabalho desenvolvido foi apoiado pelo projeto MalariaChip, NORTE-01-0145-FEDER-028178, financiado pelo Programa Operacional Regional do Norte (NORTE 2020), sob o Acordo de Parceria PORTUGAL 2020, através do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) e pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), IP. Assim, gostaria de agradecer pelo apoio financeiro concedido pela bolsa ao abrigo do referido projeto