Simulações Monte Carlo da redução da dose no cristalino e na tiroide em exames de tomografia computorizada utilizando proteções de bismuto

A presente dissertação foi desenvolvida com colaboração do Campus Tecnológico e Nuclear e do Hospital de São José

Estimulação elétrica transvaginal no tratamento da incontinência urinária

Objetivo - Determinar a efetividade da estimulação elétrica transvaginal (EE) no tratamento da incontinência urinária (IU) e avaliar a melhora clínica após seis meses do término do tratamento. Delineamento - Ensaio clínico randomizado controlado e cego. Instituição - Serviços de Ginecologia e Obstetrícia e de Engenharia Biomédica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre, UFRGS. Métodos - Foram selecionadas 36 mulheres (24 casos e 12 controles), com IU de esforço, urgência ou mista, para utilização de equipamento de EE ou placebo (equipamento idêntico, sem corrente elétrica). As pacientes fizeram o tratamento em casa, duas vezes ao dia (sessões de 20 minutos), durante 12 semanas. Preencheram diário miccional e realizaram estudo urodinâmico no início e final do tratamento. Foram reavaliadas clinicamente após seis meses. Resultados - O tempo médio de utilização do equipamento foi semelhante nos grupos (em torno de 40h). O grupo que fez EE apresentou aumento significativo da capacidade vesical máxima e redução significativa no número de micções totais (durante o período de 24h), no número de micções noturnas, no número de episódios de urgência miccional e, principalmente, no número de episódios de incontinência urinária. Na primeira avaliação, após o término do tratamento, 87,5% das pacientes estavam satisfeitas. Na reavaliação semestral, 33% das pacientes necessitaram de outra abordagem terapêutica e 67% estavam curadas ou melhores. Conclusão - A EE é uma alternativa prática, com poucos efeitos colaterais, e efetiva no tratamento das principais formas de IU feminina.

Formação de biofilme cristalino de Proteus mirabilis em cateter urológico

The indwelling urethral catheter has an important role for patients with urinary retention, bladder obstruction, neurological damage and other diseases. Urine contains minerals which precipitate in alkaline pH, crystallize and block the urological catheter. The crystallization of the ionic components of urine occurs in the presence of urease, an enzyme produced by Proteus mirabilis. This bacterium adheres to inanimate surfaces and forms biofilms. The aim of this study was to investigate the formation of crystalline biofilm on the luminal surface of siliconized latex catheters by means of scanning electron microscope, after channeling artificial urine infected with Proteus mirabilis. The experiment was performed in vitro using a dynamic flow system. The artificial urine compounds were salts of calcium, magnesium, phosphates, urea and egg albumin, and it was infected with Proteus mirabilis ATCC 25933. The urine flow was stopped after crystallization of the ionic components. Crystallization was observed after alkalinization of urine. Scanning electron microscopy showed the presence of crystals and morphologies typical of bacilli embedded in an amorphous mass on the internal lumen of the catheter. The present study showed that catheter encrustation may limit the use of long-term indwelling catheter. © SBEB - Sociedade Brasileira de Engenharia Biomédica.

Realimentação derivativa e modelo fuzzy Takagi-Sugeno paracontrole da articulação do joelho de pacientes paraplégicos com o uso de acelerômetros

Feedback control systems have been used to move the muscles and joints of the limbs of paraplegic patients. The feedback signal, related to the knee joint angle, can be obtained by using an electrogoniometer. However, the use of accelerometers can help the measurements due the facility of adhering these devices to the skin. Accelerometers are also very suitable for these applications due their small dimensions and weight. In this paper a new method for designing a control system that can vary the knee joint angle using Functional Electrical Stimulation (FES) is presented, as well as a simulation with parameters values available in the literature. The nonlinear control system was represented by a Takagi-Sugeno fuzzy model and the feedback signals were obtained by using accelerometers. The design method considered all plant nonlinearities and was efficient and reliable to control the leg position of a paraplegic patient with the angle of the knee ranging from 0° to 30°, considering electric stimulation at the quadriceps muscle. The proposed method is viable and offers a new alternative for designing control systems of the knee joint angle using more comfortable sensors for the patients.

N-acetylcysteine and vancomycin alone and in combination against staphylococci biofilm

Introduction: The ability of staphylococci to produce biofilm is an important virulence mechanism that allows bacteria both to adhere and to live on artificial surfaces and to resist to the host immune factors and antibiotics. Staphylococcal infections have become increasingly difficult to treat due their antibiotic resistance. Therefore, there is a continuous need for new and effective treatment alternatives against staphylococcal infections. The main goal of this study was to test N-acetylcysteine (NAC) and vancomycin alone and in combination against S. epidermidis and S. aureus biofilms. Methods: Biofilms were treated with NAC at minimum inhibitory concentration (MIC) and 10 × MIC concentrations and vancomycin at MIC and peak serum concentrations. Results: The use of NAC 10 × MIC alone showed a significant antibactericidal effect, promoting a 4-5 log10 CFU/ mL reduction in biofilm cells. The combination of NAC 10 × MIC with vancomycin (independently of the concentration used) reduced significantly the number of biofilm cells for all strains evaluated (5-6 log10). Conclusion: N-acetylcysteine associated to vancomycin can be a potential therapeutic strategy in the treatment of infections associated to biofilms of S. epidermidis or S. aureus.

Medida de torque na articulação do joelho através de dinamômetro isométrico de baixo custo

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Modelamento matemático de interfaces neurológicas

O estudo do comportamento dinâmico da junção que se forma ao se unir uma fibra nervosa a um semicondutor é objeto de muitas pesquisas ultimamente em grandes centros de pesquisas. Estes estudos levam basicamente a dois modelos matemáticos de modelagem da junção: o modelo de contacto de ponta e o modelo de contacto de área. Utilizando o modelo de contacto de área, resolve-se a equação diferencial que descreve o comportamento dinâmico da junção neurônio-semicondutor, através de dois métodos analíticos. No primeiro método a solução da equação diferencial é obtida através da soma de duas equações: da solução da equação homogênea mais a da equação particular, obtendo dessa forma, o resultado que consta na literatura. Já o segundo método é o que descreve a solução usando as funções de Green, cujo resultado, embora não coincidente com o da literatura, é totalmente coincidente na região de interesse dentro da junção. A vantagem do uso da função de Green na determinação da solução de uma equação diferencial, é que, uma vez determinada essa função, a solução dessa equação diferencial é obtida de forma imediata, bastando para tal, fazer um processo de integração do produto entre a função de Green e a função de excitação ou fonte. Por último, mostra-se a completa equivalência entre os dois métodos de soluções da equação diferencial.

Desenvolvimento de métodos de processamento e inteligência computacional no ECG ambulatorial

A monitorização ambulatorial do eletrocardiograma (ECG) permite seguir as atividades cotidianas do paciente durante períodos de 24 horas (ou ainda maiores) possibilitando o estudo de casos que pudessem ter episódios arrítmicos fatais. Entretanto, o maior desafio tecnológico que este tipo de monitorização enfrenta é a perda de informação pela presença de ruídos e artefatos quando o paciente se move. A análise do intervalo QT de despolarização e repolarização ventricular do eletrocardiograma superficial é uma técnica não invasiva com um grande valor para a diagnose e prognósticos de cardiopatias e neuropatias, assim como para a predição da morte cardíaca súbita. A análise do desvio padrão do intervalo QT proporciona informação sobre a dispersão (temporal ou espacial) da repolarização ventricular, entretanto a influencia do ruído provoca erros na detecção do final da onda T que são apreciáveis devido ao fato dos valores pequenos do desvio padrão do QT tanto para sujeitos patológicos e quanto para os sãos. O objetivo geral desta tese é melhorar os métodos de processamento do sinal de ECG ambulatorial usando inteligência computacional, especificamente os métodos relacionados com a detecção do final da onda T, e os de reconhecimento morfológico de batimentos que invalidam a análise da variabilidade do intervalo QT. É proposto e validado (em termos de exatidão e precisão) um novo método e algoritmo para estimar o final da onda T baseado no calculo de áreas de trapézios, empregando sinais da base de dados QT da Physionet. O desempenho do método proposto foi testado e comparado com um dos métodos mais usados para detectar o final da onda T: o método baseado no limiar na primeira derivada. O método de inteligência computacional sugerido combina a extração de características usando o método de análise de componentes principais não lineares e a rede neural de tipo perceptron multicamada. O método de áreas de trapézios teve um bom desempenho em condições ruidosas e não depende de nenhum limiar empírico, sendo adequado para situações com níveis de elevados de ruído de banda larga. O método de reconhecimento morfológico de batimentos foi avaliado com sinais ambulatoriais com e sem artefatos pertencentes a bases de dados de prestigio internacional, e mostrou um bom desempenho.

Estudo e desenvolvimento de um protótipo para redução da interferência de modo comum usando balanceamento dinâmico de impedância aplicado em biosensores e sensores eletroresistivos

A interferência eletromagnética causada pela linha de energia elétrica afeta negativamente os sinais de instrumentos eletrônicos, especialmente aqueles com baixos níveis de amplitude. Este tipo de interferência é conhecida como interferência de modo comum. Existem muitos métodos e arquiteturas utilizadas para minimizar a influência deste fenômeno de interferência em instrumentos eletrônicos, o mais comum dos quais é a utilização de filtros rejeita banda. Este trabalho apresenta: a análise, desenvolvimento, protótipo e teste de uma nova arquitetura de filtro com característica reconfigurável para instrumentos biomédicos e medição de dados de fluxo em fluido de alta complexidade, com objetivo de reduzir a interferência de modo comum e preservar as componentes do sinal útil na mesma faixa de frequência do ruído, utilizando a técnica de equilíbrio dinâmico de impedância. Além disso, este trabalho pode ser usado em qualquer sistema de medição que também sofra interferência na frequência da linha de alimentação (50/60 Hz, no Brasil e na França, 60 Hz nos Estados Unidos da América). Os blocos de circuitos foram modelados matematicamente e a função de transferência global do circuito fechado foi gerada. Em seguida, o projeto foi descrito e simulado na língua VHDL_AMS e também em um software de simulação eletrônica, usando blocos de componentes discretos, com e sem realimentação. Após análise teórica dos resultados da simulação, um circuito protótipo foi construído e testado usando como entrada um sinal obtido a partir de eletrodos de ECG e Eletrodos Eletroresistivos. Os resultados experimentais do circuito condizem com os da simulação: uma redução de ruído de 98,7% foi obtida em simulações utilizando um sinal sinusoidal, e uma redução de 92% foi realizada utilizando eletrodos de ECG em testes experimentais. Os mesmos testes em eletrodos Eletroresistivos, obtendo o maior valor de 80,3% de redução (durante análise de 3 casos). Em ambos os casos, o sinal útil foi preservado. O método e a sua arquitetura pode ser aplicado para atenuar as interferências que ocorrem na mesma banda de frequência das componentes do sinal útil, preservando ao mesmo tempo estes sinais.

Dynamics of the interaction between body fluid and Ti cp: the influence of surface functionalization in the first stages of osseointegration

INTRODUCTION: Regenerative therapies using biomaterials require accurate information on interactions between the implanted material and the human body. To improve the process of bone regeneration it is necessary to obtain a better understanding of the influence of the surfaces on the early stages of osseointegration. This work aims to investigate the dynamic interaction between simulated body fluid (SBF) and titanium surfaces (Ti cp) immediately after their first contact. METHODS: Ti cp samples were passed through physicochemical treatments after immersion in acid solution, alkaline solution and solutions containing TiO2 and Ca2+, to obtain three different surfaces. These were characterized by electron microscopy and free energy estimates. The evaluation of the interaction with SBF was performed by measuring the dynamic contact angles after contacting the surfaces. RESULTS: The effects of SBF wettability were more significant on surfaces according to high energy estimates. A comparative analysis of the three types of surfaces showed that fluid spreading was greater in samples with greater polar components, indicating that the surface nature influences interactions in the early stages of osseointegration. CONCLUSION: The results indicate the influence of polar interactions in the dynamic wettability of the SBF. It is possible that these interactions can also influence cellular viability on surfaces. Based on these results, new experiments are being designed to improve the presented methodology as a tool for the evaluation of biomaterials without the need for in vivo experiments.

Estudos comparativos de três diferentes scaffolds pra crescimento de célula tronco mesenquimal, fibroblastos e queratinócitos

Pós-graduação em Pesquisa e Desenvolvimento (Biotecnologia Médica) - FMB

Digital controller design considering hardware constraints: application in a paraplegic patient

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aprimoramento de um baropodômetro eletrônico e análise de estabiliometria em voluntários com escoliose

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aprimoramento de um baropodômetro eletrônico e análise de estabiliometria em voluntários com escoliose

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Metodologia de avaliação metrológica da medição de energia para analisadores de desfibriladores e cardioversores

Neste artigo descreve-se uma pesquisa na qual se desenvolveu um analisador de desfibriladores e cardioversores e se executou sua avaliação metrológica, sendo apresentados os resultados obtidos. A avaliação das incertezas de medição do analisador foi realizada de acordo com as determinações da versão brasileira do EA-4/02 - Expressão da Incerteza de Medição de Calibração publicado pelo INMETRO. Os resultados obtidos mostraram-se adequados às exigências de exatidão determinadas pelas normas ANSI/AAMI DF2 (American..., 1996) e ANSI/AAMI DF80 (American..., 2003), tendo apresentado uma incerteza expandida relativa para as medições de energia igual a 1,0% no pior caso. Nesta pesquisa foi também realizada uma análise da incerteza definicional do processo de calibração utilizado e avaliou-se a capacidade do processo. Para os cálculos da capacidade do processo, foi determinado um erro máximo para as medições de energia igual a 5% ou 1,0 J, o que for maior. Este erro máximo é igual a 1/3 do erro máximo admissível para a energia entregue pelos desfibriladores, em outras palavras, é igual ao erro máximo admissível para um instrumento de medição pela Norma ANSI/AAMI DF2 (American..., 1996). Os resultados obtidos para a capacidade do procedimento de calibração mostraram-se adequados para as especificações de um analisador de desfibriladores e cardioversores, tendo obtido como resultado, no pior caso, um índice de capacidade Cm igual a 2,87, que é bem superior, portanto, a 1,0, sendo este o limite mínimo para que o procedimento seja considerado capaz de calibrar a medição de energia sem atribuir uma incerteza definicional demasiadamente grande.