Desenvolvimento de um sistema de controle de fluxo esofagiano para o tratamento da obesidade

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008.O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um dispositivo para auxílio ao tratamento da obesidade, embasado no controle do fluxo de substâncias no esôfago. No método proposto, um dispositivo colocado no esôfago diminui o raio efetivo deste, reduzindo, por conseqüência, a velocidade e o fluxo com que o alimento pode ser consumido. A base do método é um módulo de látex com formato aproximadamente cilíndrico, que é aplicado no esôfago. Este módulo contém um lúmen central, com diâmetro consideravelmente menor que o diâmetro do esôfago, que limita a taxa de passagem de alimento pelo órgão. Portanto, no seu desenvolvimento, buscou-se realizar o controle de fluxo alimentar através do esôfago, sem causar agressões ao tecido, e sem comprometer a digestão e absorção dos alimentos. Desenvolvido a partir do látex natural, extraído da seringueira Hevea brasiliensis, tal módulo de látex foi avaliado quanto às características construtivas, mecânicas, aplicabilidade, remoção, biocompatibilidade, eficácia na redução de fluxo, peso e danos ao esôfago. No experimento, realizados em cães, posicionou-se o módulo no esôfago dos animais por meio de vídeo-endoscopia, de maneira que o prosseguimento da pós-aplicação foi realizado em um período entre sete e quinze dias, e a apreciação dos resultados foi feita segundo as avaliações clínicas, complicações, radiografias sucessivas e vídeo-endoscopia. Sobretudo, evidencia-se que os experimentos mostram que não ocorreram alterações nem danos ao esôfago, ao estado comportamental do animal, e que, ainda, a perda de peso observada manteve os indicadores clínicos em bom estado, constatando-se perdas em média de 8% e ±0,5 desvio-padrão. Os resultados apresentados neste trabalho demonstram que o método proposto é uma nova possibilidade de tratamento da obesidade animais humanos e não-humanos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis work introduces a device to aid the treatment of obesity by controlling the flow of substances in the esophagus. In the proposed method, a device placed in the esophagus reduces its effective radius, thus reducing the flow and speed with which the food can be consumed. The basis of the method is a roughly cylindrical latex module, which is applied in the esophagus. The module’s central lumen’s diameter is considerably smaller than the diameter of the esophagus. This limits the rate of passage of food through the body. The device was designed such that it could control the flow of food through the esophagus without causing aggression to its internal tissue and without compromising the digestion and absorption of food. The device was built using natural latex from the rubber tree Hevea brasiliensis, and was evaluated based on its construction, mechanical, applicability, removal, and bio-compatibility characteristics, and effectiveness in reducing the flow, weight and damage to the esophagus. The proposed method was evaluated on animal models. Sixteen dogs were divided into seven groups: four groups of two animals, two groups of three animals, and one group of two animals. The module was paced in the esophagus using video-endoscopy. The post-application evaluation was performed seven to fifteen days after the procedure. The assessment of the results was made according to clinical evaluation, complications, successive radiographs, and video-endoscopy. The experiments show that there was no damage to the esophagus or changes to the animals’ behavior. Clinical indicators remained in good condition, and an average 8% and ± 0,5 weight loss was observed. The results presented in this paper show that the proposed method is a new possibility for the treatment of obesity in humans and animals

Análise de resposta dinâmica do módulo eletro-pneumático da pressão positiva contínua na via aérea modelado por Bond Graph

O Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) é um sistema de ventilação não invasiva complexo, atualmente aplicado particularmente em neonatologia. Nesse contexto, os parâmetros devem ser controlados, pois terão um impacto sobre a sobrevivência de prematuros com muito baixo peso ao nascer – que requerem um controle constante. O objetivo deste artigo foi propor um modelo matemático para o Módulo de eletro-pneumático de um sistema CPAP em recém-nascidos (Neo-CPAP) com o interesse em verificar rapidamente a influência de uma determinada alteração de parâmetro sobre o desempenho dos subsistemas. A metodologia utilizada para análise das variáveis foi a da modelagem matemática pela técnica IDOV (validar, identifi car, projetar, otimizar). Tal abordagem leva a uma modelagem adequada para a obtenção do comportamento físico e da caracterização do sistema estudado. O conjunto de resultados do sistema que realiza a função CPAP foi obtido; a pesquisa mostrou que, através da adoção de um propósito específi co, pode-se criar uma melhor compreensão da Tecnologia Assistiva e de seus parâmetros e de como controlá-los.Continuous Positive Airway Pressure is a ventilation system noninvasive complex currently applied in particular in neonatology. In this context, the parameters must have a controlled sett ing, since it will have an impact on the survival of premature infants with very low birth weight - which require constant control. The aim of this paper was to propose a mathematical model for the electro-pneumatic module of a Continuous Positive Airway Pressure in newborns system (Neo CPAP) with an interest in quickly check the infl uence of a particular change parameter on the performance of subsystems. The methodology used to analyze the variables was the mathematical modeling by IDOV technique (validate, identify, design, optimize). This approach leads to an adequate shape for obtaining the physical behavior and characterization of the studied system. The joint system accomplishes results that CPAP function is obtained; research has shown that, by adopting a specifi c purpose, one can create a better understanding of Assistive Technology and its parameters and how to control it

Proposta de tecnologia assistiva para novas perspectivas de atenção às úlceras do pé diabetico

Introdução: o diabetes melito (DM) é uma doença crônica não transmissível com elevado grau de relevância em todos os eixos de atenção à saúde, no entanto, os índices epidemiológicos mostram elevado índice de complicações, morbidade e mortalidade. Entre as complicações se destaca o pé diabético, considerado uma disfunção inicialmente tegumentar com potencial causador de limitações funcionais, culminando na amputação de dedos, pés ou até pernas. Neste contexto clínico e funcional, a engenharia associada a ciências aplicada à saúde, como a fisioterapia, podem contribuir com o desenvolvimento de tecnologias assistivas que podem contribuir com os tratamentos conservadores de sequelas decorrentes das úlceras em pés de pessoas com DM. Objetivo: obter um modelo matemático da pressão plantar por meio de uma palmilha desenvolvida à base de látex (hevea brasiliensis), além de apresentar uma metodologia de avaliação da pessoa com diabetes sob a perspectiva das ciências aplicadas à saúde, como a fisioterapia associada a conceitos de engenharia para contribuir com o conhecimento sobre a pisada diabética associada Tecnologias Assistivas aplicadas ao usuário com diabetes melito. Materiais e Métodos: foi realizada avaliação física e funcional com o participante do estudo. Além disso, foi confeccionada uma palmilha foi confeccionada uma palmilha com biomaterial a partir de um modelo matemático obtido por meio de dados coletados. Para isso, foi realizado pedographic analysis com equipamento Plataforma Emed n50 Novel e software Emed HMFT (© 2013 novel gmbh) e sensores de força FlexiForce®, modelo HT 201, do fabricante Tekscan. A análise dos primeiros dados demonstrou que a palmilha de látex produzido a partir de uma modelo matemática foi capaz de diminuir a pressão plantar no pé de um indivíduo com DM, podendo sugerir que esta Tecnologia Assistiva poderá contribuir com a prevenção de úlceras de pressão, sobretudo em região com maior percentual de acometimento

Bond Graph modeling of the human esophagus and analysis considering the interference in the fullness of an individual by reducing mechanical esophageal flow

INTRODUCTION: This paper shows a proposal for the mathematical modeling of the human esophagus using Bond Graph formalism and the interference in the satiation of an individual by way of an Esophageal Flow Controller (EFC). Therefore, it was evaluated that there is a significant change in fall time that affects the process of human satiety when the diameter of the esophagus is reduced. METHODS: As a first study, the analysis did not consider all hypothetical influences; only the most important variables were considered. RESULTS: As a result, the order of the final equation was x ∈ ℜ10. Furthermore, the designed model can be classified as linear, established and time invariant. CONCLUSION: The simulation results allow us to conclude that using the EFC in order to reduce the esophageal diameter in the upper esophageal sphincter area of 3cm by 1 cm implies that the system response will be slower; and consequently this reduction will interfere with satiety

System complex bio inspired : mathematical modeling of human skin via Bond Graph

Este trabalho descreve uma proposta de modelagem matemática da interação da pele humana e agulha durante o procedimento de perfuração, de forma a analisar os parâmetros e respostas do sistema. A metodologia empregada foi selecionar a região do corpo torácica, pois sabe-se que a pele apresenta propriedades mecânicas que podem variar de acordo com a região do corpo, tendo um comportamento não linear. É nessa região que ocorrem o maior número de perfurações. Para realizar a mensuração das propriedades mecânicas da pele e variáveis inerentes ao modelo por meio de uma representação matemática capaz de simular as deformações que ocorrem durante o processo, usa-se a técnica Bond Graph, que é uma representação unifi cada de sistemas dinâmicos. Os resultados obtidos fornecem uma análise dinâmica da interferência das variáveis no sistema – o que possibilita a obtenção do modelo, devido à necessidade de se desenvolver um protótipo de pele que simule a humana com tais características dinâmicas para ensaios com agulhas. Conclui-se que a resposta ao impulso unitário e a resposta com condições iniciais do sistema modelado por Bond Graph são um sistema bound input bound output, porém, os parâmetros reais da pele humana foram considerados uma limitação, o que contribui para atribuir erros às respostas obtidas, que também é função do método de modelagem adotado, pois como verificado, há certas diferenças entre as matrizes finais obtidas por diferentes métodos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis work describes a mathematical modelling proposal of the interaction between human skin and needle during the perforation, in order to analyze the parameters and responses of the system. The methodology employed was the selection of the thoracic region of the body, since the skin presents mechanical properties that can vary according to the region of the body and shows a non-linear behavior. Most of the perforations occur in this region. To measure the mechanical properties of the skin and variables inherent in the model by means of a mathematical representation able to simulate the deformations that occur during the process, we use the Bond Graph technique, a unifi ed representation of dynamical systems. The results obtained provide a dynamic analysis of the variables interference in the system – what makes it possible to obtain the model due to the need to develop a prototype similar to human skin with such dynamic features for testing with needles. It is concluded that the unit impulse response and the response with initial conditions of the system modeled by Bond Graph is a system bound input bound output. However, the actual parameters of human skin were considered a limitation, which contributes to assign errors to the responses obtained, which is also a function of the modeling method adopted, since as verifi ed, there are certain diff erences between the fi nal matrix obtained by diff erent methods

Novas tecnologias aplicadas à saúde : integração de áreas transformando a sociedade

Faculdade UnB Gama (FGA

Associação entre a velocidade de alimentação e sobrepeso/obesidade : uma revisão integrativa

Objetivos: identificar, na produção científica existente, a relação entre a velocidade de alimentação e sobrepeso/obesidade. Métodos: trata-se de uma revisão integrativa da literatura na qual foi feita uma pesquisa bibliográfica através da Biblioteca Virtual de Saúde (BVS-Bireme), utilizando os seguintes Descritores em Ciências da Saúde, em Inglês:Sobrepeso e Obesidade, combinados com palavras chaves relacionadas à questão norteadora do estudo. Resultados: foram encontrados 63 trabalhos relacionados com o assunto e, a partir dos critérios de inclusão e exclusão, sete deles foram selecionados para esta revisão. Os resultados mostraram uma relação positiva entre a velocidade de alimentação e sobrepeso/obesidade. Conclusões: conclui-se que alterar o ritmo da alimentação pode ser uma boa opção para ajudar no controle do peso e prevenir a obesidade. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTAssociation Between the Eating Speed and Overweight/Obesity: An Integrative Review Objectives: to identify, in the existing scientific literature, the relationship between eating speed and overweight / obesity. Methods: The approach used is an integrative literature review, which consists of a search, through the Virtual Health Library (BVS-Bireme), using the following descriptions in Health Sciences: Overweight and Obesity, combined with keywords related to the main question of the study. Results: 63 papers were found on the subject, and from the inclusion and exclusion criteria, seven of them were selected for this review. The results showed a positive relationship between eating speed and overweight / obesity. Conclusions: it was concluded that changing the eating rhythm can be a good alternative to control body weight and prevent obesity

Biomaterial latex manufactured occlusion contact lens : proposal for amblyopia treatment

Amblyopia is an ophthalmic disorder that consists in low visual acuity in an eye that was not developed adequately during childhood, commonly known by lazy eye. The products presently used for treatment of amblyopia are conventional occluders, fixed with adhesive tape directly on the eye region of the child. These products generate aesthetic damage and also enable its removal by the child which brings considerable problems to the treatment. This article presents a new proposal of latex applicability in patients with a tendency to develop amblyopia, a visual acuity failure. It is idealized in a contact lens derived from natural latex for total and gradual occlusion of the eye as a new tool for the treatment of this disease. To develop the proposal, a prototype was built and its analysis was carried out based on biomaterial which already has several applications in tissues with satisfactory results

Diabetes Ground Control: A Novel System for Correcting Anomalous Stride in Diabetic Patients

Diabetes mellitus is a chronic disease characterized by several complications, including diabetic foot, a serious problem induced by increased foot plantar pressure during gaiting. This misbehavior intensifies the risk of ulceration, which may lead to minor and major amputations. This study proposes the inclusion of a passive element to correct diabetic stride, namely the Diabetes Ground Control (DGC), a customized latex-based insole designed to perform load redistribution along the entire foot length, and by so minimizing overload and pressure levels on the foot sole of diabetic patients. A mathematical model in state space for the DGC system is proposed and dynamically characterized using polynomial chaos analysis. The inclusion of the DGC element reduced considerably the amplitude of foot pressure oscillations during walking. Hence, the DGC, which can be customized according to the patient’s physical characteristics and weight, is a potential instrument for controlling the tensions on the diabetic foot