Escola Superior de Tecnologia e Gestão
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Browsing Escola Superior de Tecnologia e Gestão by Field of Science and Technology (FOS) "Ciências Médicas::Biotecnologia Médica"
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- Análise biomecânica da influência do calçado desportivo na corridaPublication . Brochado, Joana; Queijo, Luís; Rocha, JoãoA prática da corrida tem vindo a conquistar cada vez mais adeptos a cada ano e, consequente a este aumento do número de corredores, também ocorreu o aumento e aprimoramento dos equipamentos de corrida, nomeadamente do calçado desportivo. Os poucos estudos que investigaram as respostas biomecânicas deste equipamento nesta prática desportiva são insuficientes para o entendimento da influência que o calçado pode exercer na corrida e, por essa razão, mais estudos precisam ser A análise final demonstrou que os músculos estudados apresentam o mesmo comportamento para a utilização dos dois tipos de calçado, uma vez que, para os valores médios do sinal RMS, o músculo com maior valor é o reto femoral (RF) e o músculo com menor valor médio é o gastrocnémio lateral (GC). Quanto à termografia e à utilização dos diferentes tipos de calçado, de uma maneira geral, pode-se comprovar que a temperatura à superfície da pele (Tm) obtida com a utilização de calçado específico para passada neutra (CPN) é ligeiramente maior da obtida com a utilização de calçado específico para passada pronadora (CPP) (cerca de 0.4ºC). Verificou-se que, a média dos ângulos formados pelos indivíduos ao utilizar calçado específico para passada pronadora é menor, quer no início quer no fim, do que quando é utilizado calçado específico para passada neutra. Com base neste estudo, não se pode afirmar que haja influência significativa do calçado na prática da corrida, devendo cada atleta adquirir um calçado que seja confortável e ajustado a si próprio.desenvolvidos para caracterizar as respostas do aparelho locomotor sob a influência do calçado utilizado. Tendo em vista a escassez de estudos dessa natureza, o objetivo do presente trabalho é caracterizar as alterações no padrão de corrida utilizando diferentes tipos de calçado, centrando-se no estudo biomecânico da corrida com diferentes tipos de calçado, de modo, a verificar se há registo de alterações significativas que contribuam para o aperfeiçoamento do apoio do pé. O estudo da corrida foi focado nos membros inferiores, onde se analisaram ângulos das articulações, o valor do sinal de Root Mean Square (RMS) dos principais músculos intervenientes na corrida, nomeadamente no músculo gastrocnémio lateral (GC), músculo isquiotibiais (BF), reto femoral (RF) e tibial anterior (TA)., utilizando sensores de eletromiografia, e a temperatura à superfície pré e pós-exercício utilizando a termografia. Para a realização do estudo, tanto para a análise cinemática, eletromiografia e termografia, foram selecionados 6 indivíduos adultos fisicamente ativos (3 do sexo masculino e 3 do sexo feminino) com experiência na prática da corrida, sem qualquer lesão ortopédica e/ou problema de saúde. Aos indivíduos foi pedido que corressem numa passadeira rolante, sem inclinação, a uma velocidade de 9 km/h, durante 6 minutos. Este procedimento repetiu-se duas vezes, com um intervalo de 90 minutos. No primeiro ensaio foi utilizado calçado específico para passada pronadora (CPP) e no segundo foi utilizado calçado específico para passada neutra (CPN). Em simultâneo com a captura de movimento, realizou-se o registo da atividade muscular referente a um conjunto de músculos selecionados previamente. Para medir a temperatura média à superfície da pele (Tm), foi utilizada uma câmara da marca FLIR e foi tirada uma fotografia no instante pré-exercício (t=0 min) e duas pós-exercício, sendo uma imediatamente a seguir aos 6 minutos de corrida (t=6 min) e outra depois de 5 minutos de descanso (t=11 min).
- Aplicações das cadeias de Markov à modelação matemática de epidemiasPublication . Fidalga, Nicole Helena Duarte; Balsa, Carlos; Almeida, João P.As doenças infeciosas podem propagar-se no seio das população e provocar epidemias com grandes consequências para a saúde pública e para a economia. A epidemiologia é a ciência que estuda os padrões da ocorrência de doenças infeciosas em populações humanas assim como os fatores que determinam esses padrões. Nesse sentido, a epidemiologia matemática (ou computacional) transcreve as características dos fenómenos biológicos para a linguagem matemática na forma de modelos que permitem reproduzir computacionalmente esses fenómenos. Com esses modelos é possível simular a evolução do contágio por uma doença infeciosa no interior de uma população, prever o impacto total e testar o efeito de eventuais medidas preventivas ou corretivas. Um modelo epidemiológico pode ser implementado de forma determinística ou estocástica. Os modelos estocásticos são em geral mais realistas. No entanto, como são computacionalmente mais exigentes, eles são normalmente utilizados apenas em pequenas populações. A adaptação dos modelos estocásticos a populações de grandes dimensões é pois um tema de grande pertinência. Neste projeto procura-se estudar a modelação estocástica com recurso a cadeias de Markov. Implementam-se modelos estocásticos em dois contexvii tos diferentes correspondentes a problemas práticos propostos na literatura. Num primeiro problema considera-se o contágio por uma doença infeciosa numa população não misturada que corresponde a uma enfermaria hospitalar. Aplicam-se as técnicas de simulação aleatória designadas por método de Monte Carlo e avaliam-se os efeitos de diferentes fatores, como a taxa de mobilidade, de vacinação e de contágio. Avalia-se também a possibilidade de aplicar as cadeias de Markov no contexto deste problema. Observa-se que esta abordagem traz vantagens computacionais que resultam da utilização da matriz de transição. O segundo contexto, que pressupõe uma população homogénea e uniformemente misturada, consiste na implementação dos modelos epidemiológicos SIS e SIR, bem de nidos do ponto de vista determinístico. Faz-se a sua implementa ção com recurso a cadeias de Markov e comparam-se os resultados com as soluções determinísticas. Os resultados mostram que é possível obter com os modelos estocásticos soluções compatíveis com as soluções determinísticas. Veri ca-se também que a utilização das cadeias de Markov é desa ante do ponto de vista da investigação. Efetivamente, a construção da matriz de transição torna-se cada vez mais complexa à medida que o número de variáveis aleatórias aumenta.
- Avaliação biomecânica de prótese do joelho sob influência de distribuição de carga assimétricaPublication . Fernandes, Inês da Silva; Fonseca, E.M.M.A artroplastia total do joelho é uma forma de tratamento muito eficaz na recuperação funcional da articulação do joelho. O comprometimento da capacidade funcional do joelho tem crescido significativamente devido ao aumento da longevidade da popula-ção. A artroplastia total do joelho tem vida finita, e fatores como a rotura mecânica dos materiais e o deslocamento da prótese podem comprometer o seu sucesso. Os fabrican-tes disponibilizam aos profissionais de saúde uma diversificada oferta no que diz respei-to a próteses do joelho, variando essencialmente na geometria e no tipo de material. Neste trabalho, utilizaram-se tomografias computorizadas de pacientes, que permitiram desenvolver modelos geométricos e com densidade óssea aproximada, para posterior inserção de uma prótese de joelho. Modelos computacionais 2D e 3D, submetidos à compressão por uma carga assimétrica, vão permitir eleger a melhor conjugação entre a geometria e o material, no desempenho da prótese. Quando o material da prótese é Co-Cr, material mais rígido, atinge as tensões mais críticas quando comparado com uma liga de titânio. Todas as geometrias testadas implicam deformação excessiva no osso trabecular, numa área de importante apoio à estrutura da prótese. A área de osso trabe-cular em cedência sofre um significativo efeito de bloqueio de tensões com consequên-cias como a sensação de dor pelo paciente e a perda de massa óssea. Sabe-se que a ar-troplastia total do joelho atinge a falência sobretudo pelo desgaste da prótese, porém o melhoramento da geometria e a escolha do material mais adequado podem desacelerar este processo.
- Avaliação de doentes com insuficiência renal crónicaPublication . Gonçalves, Mónica Patrícia Moreira Ferreira; Mendes, Joaquim Gabriel Magalhães; Marinho, Jorge Sarafim Sobrado; Ferreira, OlgaA análise da composição química do ar exalado reveste-se de enorme importância para a deteção de compostos voláteis que podem desempenhar um papel como biomarcadores de diversas patologias. Em particular, a monitorização da concentração de amoníaco no ar exalado fornece um diagnóstico rápido, não-invasivo para pacientes em diversas condições médicas, em particular, com distúrbios renais. A presente dissertação tem assim como objetivo desenvolver um método de leitura da concentração de amoníaco no ar exalado em doentes com insuficiência renal crónica, sujeitos a hemodiálise. Este método constituiu na adaptação de um monitor de controlo ambiental, Ammonia Meter, tendo-se ainda recorrido a outra técnica já utilizada em trabalhos anteriores - análise colorimétrica - para a validação dos resultados. Nesta dissertação as leituras foram ainda comparadas com um método analítico de espectrofotometria de UV/ Visível. Depois de validados a técnica e o equipamento, procedeu-se a testes clínicos e análise do ar exalado em doentes com insuficiência renal crónica em tratamento de hemodiálise do IPO do Porto. Mediu-se antes e após o tratamento, tendo-se concluído que apesar das concentrações variarem algumas centenas de ppb (partes por bilião) havia uma diferença suficiente para poder ser medida pelos equipamentos usados. Isto abre caminho ao desenvolvimento de um método que possa vir a ser usado em casa, ou no hospital para avaliação do tratamento de hemodiálise, ou para decidir sobre a sua necessidade.
- Avaliação do dano em processos de furação de materiais compósitos similares a tecidos ósseosPublication . Azevedo, Lucas D.; Fonseca, E.M.M.Em diferentes áreas da medicina existem processos cirúrgicos que envolvem a furação de tecido ósseo, dependendo o seu sucesso da conjugação de diversos parâmetros. A previsão e o controlo dos parâmetros envolvidos são fundamentais para a redução do dano no tecido ósseo. Este trabalho tem como objetivo avaliar o estado de tensão gerado durante o processo de furação utilizando materiais sólidos de espumas de poliuretano rígidas com características similares ao osso humano. Durante a furação dos materiais sólidos são utilizados métodos experimentais, baseados na extensometria e na termografia, para análise das deformações e da temperatura na broca. Os parâmetros envolvidos na furação são a geometria da broca constantes em diferentes testes, sendo variável a velocidade de avanço e a velocidade de rotação. Em simultâneo, foi desenvolvido um modelo numérico de dinâmica explícita, com recurso ao método de elementos finitos, através do programa LS-DYNA. Os resultados permitem obter o campo de tensões nos materiais sólidos em função dos diferentes parâmetros de furação. Para a mesma velocidade de rotação e geometria de broca, a diminuição na velocidade de avanço provoca o aumento das tensões. Para a mesma velocidade de avanço e geometria da broca, o aumento da velocidade de rotação provoca aumento das tensões. Em relação à resistência mecânica da espuma de poliuretano rígida utilizada, e para a zona de medição instrumentada, não há registo de dano no tecido. O dano é provocado na zona de furação pela remoção do material.
- Cirurgia guiada em implantodontiaPublication . Guerra, Maria Inês Lopes; Queijo, Luís; Falcão, CelinaEsta tese de Mestrado em Tecnologia Biomédica, de natureza essencialmente experimental, foi desenvolvida no Instituto Politécnico de Bragança (IPB), no Laboratório de Prótese Dentária LIBLAB e no Brigantia EcoPark, ambos em Bragança. O principal objetivo deste trabalho foi descrever os benefícios, as vantagens e desvantagens das guias fabricadas por fabrico aditivo do Brigantia EcoPark e a guia convencional, fabricado no Laboratório de Prótese Dentária LIBLAB, de forma a tornar menos traumáticos e mais previsíveis os procedimentos cirúrgicos para reabilitações protéticas. Entre as vantagens observadas, salienta-se a facilidade do planeamento, exatidão na colocação do implante e redução do tempo de trabalho. A cirurgia guiada tem sido uma técnica muito eficaz na reabilitação oral com implantes, trazendo grandes vantagens tanto para o médico dentista como para o paciente e, neste sentido, pretende-se, com a revisão da literatura, identificar os aspetos atuais da cirurgia guiada para implantodontia, sendo relatado um caso clínico de reabilitação de uma mandíbula parcialmente edêntula, comparando o método convencional e o método através de fabrico aditivo. A guia cirúrgica pode ser confecionada de duas maneiras: através do modelo de gesso (obtido através de moldagem com alginato, com reprodução dos dentes e dos tecidos moles) ou a partir de um modelo 3D. Para obtenção do modelo 3D inicialmente fez-se a aquisição de imagens médicas bidimensionais através da TC (Tomografia Computorizada), transformando essas projeções 2D em modelos 3D, sendo estes modelos tratados por dois software: software de reconstrução 3D (MIMICS®) e software de desenho de prótese (3-Matic®). O modelo 3D, chamado de biomodelo, foi obtido por fabrico aditivo – PolyJet. Não foi possível retirar uma comparação relativamente ao objetivo inicialmente proposto, na prática, uma vez que a impressão 3D do guia cirúrgico fabricado por fabrico aditivo não foi o previsto, porque existiram erros que danificaram o biomodelo e que podem ter ocorrido devido à má exportação do modelo para arquivo STL, sendo que a malha pode ter sido danificada, ou também pela má execução no software 3-Matic®, que pode provocar, por exemplo, malha com buracos, arestas soltas, falta de faces, entre outros danos. Porém, através da pesquisa bibliográfica, chegou-se à conclusão que o melhor método a implementar será através do fabrico aditivo pois permite transferir o planeamento virtual para o ato cirúrgico com excelência, reduzindo o tempo da cirurgia, proporcionando menor desconforto e dor e diminuindo o índice de insucesso.
- Comparação de parâmetros biomecânicos obtidos na análise da influência da carga transportada: backpack, doublebackpackPublication . Vieira, Paula Maria Neto; Queijo, Luís; Rocha, JoãoA utilização da mochila durante a marcha tem provocado um grande interesse em muitos investigadores, pois o uso de carga nas mochilas e os problemas que isso pode acarretar tem gerado algumas discussões. O objetivo deste estudo foi analisar a marcha ao utilizar carga em mochilas bilaterais de modo a verificar se compensa ou não aos indivíduos andar com este tipo de mochilas. Para isso recorreu-se a métodos de análise como a termografia, cinemática e eletromiografia. Para a realização deste estudo foi utilizada uma amostra de nove indivíduos. Cada indivíduo realizou três ensaios, sem mochila, uma mochila e duas mochilas, num intervalo de 60 minutos. Em cada ensaio os indivíduos andaram numa passadeira durante 5 minutos, a uma velocidade auto selecionada. Para o registo das imagens termográficas foi utilizada uma câmara infravermelha e foi tirada uma imagem em t=0 min e duas após o exercício, sendo uma imediatamente a seguir aos 5 minutos de marcha (t=5min) e outra depois de 2 minutos de descanso (t=7 min). A análise cinemática foi realizada utilizando uma câmara digital de vídeo e o software Kinovea. Para a aquisição do sinal eletromiográfico recorreu-se a um sistema de 8 canais (BITalino) com uma frequência de amostragem de 1000 Hz. Na análise final em relação à termografia verificou-se que a resposta não foi conclusiva de modo a verificar se é ou não vantajoso andar com duas mochilas. Na análise da marcha através da cinemática com os resultados da média do ângulos α que corresponde ao ângulo medido aquando o primeiro toque do calcanhar com solo do ângulo β que corresponde ao segmento entre a projeção da linha articular do joelho e o trocânter maior do fémur com a horizontal e do ângulo σ que corresponde ao segmento entre o trocânter maior do fémur e o acrómio com a horizontal verificou-se que estes ângulos formados não apresentam diferenças significativas quando os indivíduos andam com uma ou duas mochilas comparando quando andam sem mochila. No que se refere à eletromiografia os músculos eretores da coluna e transverso abdominal apresentaram o mesmo comportamento pois para os indivíduos não é vantajoso utilizarem as duas mochilas.
- Efeitos de sais na solubilidade de diglicina e N-Acetilglicina em águaPublication . Santos, Yoselyn Maria da Silva dos; Pinho, Simão; Ferreira, OlgaOs efeitos específicos de iões na solubilidade de biomoléculas em soluções aquosas assumem um papel muito importante nas ciências da vida e na biotecnologia. O presente trabalho pretende contribuir para o estudo do efeito da presença de sais inorgânicos na solubilidade de péptidos em soluções aquosas. Para isso, foram selecionados dois compostos modelo derivados do aminoácido glicina: diglicina e N-acetilglicina. Para a medição experimental da solubilidade, aplicou-se o método analítico isotérmico, à temperatura de 298,15 K, efetuando-se a análise da composição das soluções saturadas por gravimetria (sais anidros) ou por medição do índice de refração (sais hidratados). Foram estudados os sais anidros cloreto de amónio, cloreto de potássio, cloreto de sódio, sulfato de amónio, sulfato de potássio e sulfato de sódio e, também, os sais hidratados cloreto de cálcio, cloreto de magnésio e sulfato de magnésio. Relativamente aos resultados obtidos verificou-se, em geral, a diminuição da solubilidade da N-acetilglicina e o aumento da solubilidade da diglicina, com o aumento da concentração dos sais em estudo. Os sais dos catiões divalentes foram aqueles que induziram um maior efeito de “salting-in” na solubilidade da diglicina, em particular o cloreto de cálcio. Por outro lado, os sais sulfato de magnésio e sulfato de sódio induziram o maior efeito de “salting-out” na N-acetilglicina. A informação experimental disponível na literatura sobre estes sistemas é muito reduzida. No entanto, nos casos em que foi possível efetuar uma comparação, verificou-se elevada consistência entre os dados medidos neste trabalho e os de outros autores. Por fim, será importante avaliar o efeito do pH na solubilidade destes compostos bem como efetuar estudos adicionais de dinâmica molecular para suportar a interpretação dos resultados experimentais apresentados neste trabalho.
- Ergonomia na cirurgia laparoscópica: avaliação e análise de esforços produzidos pelos dedos das mãosPublication . Pires, Flávia; Queijo, Luís; Rocha, JoãoCom a integração da ergonomia na cirurgia laparoscópica espera-se que, os vários proble-mas ergonómicos associados a este tipo de cirurgia, sejam solucionados, ou então, amenizados, diminuindo as queixas por parte dos profissionais. Existem diversos problemas associados à ergonomia da cirurgia laparoscópica, tais como a postura adotada pelos cirurgiões, a posição da mesa operatória, a posição dos pedais e dos mo-nitores, a configuração dos manípulos dos instrumentos utilizados e o tamanho das mãos dos cirurgiões, subjacente a todos os fatores anteriormente descritos encontram-se problemas físi-cos. Muitos cirurgiões têm relatado diferentes problemas físicos, tais como, parestesia, sín-drome do túnel cárpico e tendinites, entre outros. Isto levou a ponderar o desenvolvimento de instrumentos de medição dos esforços das mãos dos cirurgiões, de forma a que fosse possível implementar medidas de melhoria da ergonomia dos instrumentos. Assim, o presente trabalho consistiu em medir e avaliar os esforços exercidos pelos dedos numa amostra de 56 indivíduos, em que 27 são do sexo feminino e 29 são do sexo masculino. Para tal foi construída uma plataforma de medição dos esforços dos dedos e outra para a medi-ção do seu comprimento. Após a aquisição dos dados estes foram processados e analisados, respetivamente, no software Excel e no software de tratamento estatístico IBM SPSS, no sen-tido de se conseguir afirmar qual o esforço realizado por cada dedo, com pertinência na cirurgia laparoscópica. No software IBM SPSS realizou-se o processamento dos dados através do cálculo do coe-ficiente de correlação do Rho de Spearman, que permite medir a intensidade da relação entre duas variáveis ordinais, e do teste de Mann-Whitney, este testa a igualdade das medianas das vi variáveis. Através do coeficiente de Rho de Spearman foi possível estabelecer a correlação entre o comprimento e a força aplicada por cada dedo. Já pelo teste de Mann-Whitney foi pos-sível estabelecer a relação entre o género e o comprimento dos dedos, e entre o género e a força aplicada por cada dedo. Partindo dos resultados obtidos espera-se que seja possível dar continuidade ao trabalho desenvolvido, através dos dados será possível construir um manípulo laparoscópico instrumen-tado para a medição de esforços. Sendo que estes iram ser medidos, não só em ambiente de simulação como em ambiente de bloco operatório. Na esperança de melhorar a ergonomia dos manípulos dos instrumentos laparoscópicos e consequentemente a ergonomia da cirurgia lapa-roscópica.
- Escalonamento de veículos para realizar visitas ao domicílio em Unidades de SaúdePublication . Matos, Marina A.; Pereira, Ana I.; Fernandes, AdíliaAtualmente, em Portugal, a população está cada vez mais envelhecida. Assim sendo, os serviços de prestação de cuidados de saúde ao domicílio estão a tornar-se numa importante área de investigação. As visitas ao domicílio têm vindo a crescer, de modo a proporcionar às pessoas incapazes de se mover até aos Centros de Saúde, um grande auxílio em tratar, cuidar e apoiar, procurando promover uma melhor qualidade de vida para estas pessoas. Este serviço de saúde é realizado por profissionais de saúde, normalmente, enfermeiros. Habitualmente, as visitas são planeadas manualmente e sem apoio computacional. Neste projeto pretende-se realizar o planeamento automático das visitas ao domicílio, da Unidade de Saúde de Bragança, uma vez que, nesta região o número de pessoas idosas está a aumentar. O objetivo deste trabalho consiste em minimizar o tempo máximo gasto pelos veículos que transportam os profissionais de saúde até às habitações dos pacientes com necessidade de tratamentos, de modo a reduzir-se custos destas operações. Para isso, foi desenvolvida e testada uma modelação matemática, em que foi aplicada a dois algoritmos, o Algoritmo Genético e o Algoritmo de Enxame de Partículas. Esta foi desenvolvida no software MatLab, permitindo resolver o problema eficazmente, onde se obteve soluções para cada dia da semana em estudo, 18 a 22 de abril de 2016. Em todos os escalonamentos obtidos pelos dois algoritmos, verificou-se uma grande melhoria, ou seja, uma redução do tempo total despendido pelos veículos, em relação aos escalonamentos desenvolvidos manualmente, pelo Centro de Saúde de Bragança.