Active and passive behaviors of soft tissues: Pelvic floor muscles

: A new active-contraction visco-elastic numerical model of the pelvic floor (skeletal) muscle is presented. Our model includes all elements that represent the muscle constitutive behavior, contraction and relaxation. In contrast with the previous models, the activation function can be null. The complete equations are shown and exactly linearized. Small verification and validation tests are performed and the pelvis is modeled using the data from the intra-abdominal pressure tests

Finite element studies of the mechanical behaviour of the diaphragm in normal and pathological cases

The diaphragm is a muscular membrane separating the abdominal and thoracic cavities, and its motion is directly linked to respiration. In this study, using data from a 59-year-old female cadaver obtained from the Visible Human Project, the diaphragm is reconstructed and, from the corresponding solid object, a shell finite element mesh is generated and used in several analyses performed with the ABAQUS 6.7 software. These analyses consider the direction of the muscle fibres and the incompressibility of the tissue. The constitutive model for the isotropic strain energy as well as the passive and active strain energy stored in the fibres is adapted from Humphrey's model for cardiac muscles. Furthermore, numerical results for the diaphragmatic floor under pressure and active contraction in normal and pathological cases are presented.

Critérios imagiológicos da instabilidade femoro-patelar por ressonância magnética

Objetivo: Este estudo visou avaliar a adequação da Ressonância Magnética (RM) na determinação de indicadores de instabilidade femoro-patelar em exames de RM do joelho. Material e métodos: A amostra foi constituída por 200 imagens adquiridas a partir de 50 RM(s) do joelho e sobre as quais incidiram os procedimentos de medida. Apenas 4 pacientes vinham referidos por alterações do aparelho extensor ou da cartilagem rotuliana. Foram calculados os valores do Índice Insall & Salvatti (ISI), ângulo do sulco troclear, ângulo de inclinação da rótula e o deslocamento da rótula por dois observadores em condições de independência. Nos procedimentos de medida utilizaram-se imagens das ponderações WFS T2*TRS e DP SAG. Resultados: Os valores obtidos de ISI em 49 dos casos sugeriram ser normais para a posição da rótula (<1,3cm). Os valores do ângulo de inclinação externa da rótula indicarem haver fatores predisponentes para a displasia troclear em 17 dos 50 casos com ângulos de abertura interna e inclinação (>11º). O ângulo do sulco troclear apresentou-se displásico em 24% da amostra com valores (>150º). Para o deslocamento externo da rótula, verificou-se que em 39% dos casos a distância assumiu valores negativos (deslocamento externo) superiores a -20mm. Conclusões: Pensa-se ser possível, sem custos acrescidos, desenvolver um algoritmo que determine os valores de referência e métodos standardizados aplicáveis ao despiste de instabilidade da rótula, sempre que é solicitado um exame RM do joelho, mesmo que a referenciação clínica admita diferente causa. Os equipamentos de campo aberto ou de configuração cilíndrica podem contribuir como um recurso eficaz no rastreio desta patologia.

A biosignal embedded system for physiological computing

Thesis submitted in the fulfilment of the requirements for the Degree of Master in Electronic and Telecomunications Engineering

Ativação muscular na anca e joelho na variação do ângulo de valgo durante a fase de apoio do salto vertical

Introdução e objetivos – A contração muscular do quadricípete, isquiotibiais e rotadores externos apresenta um papel crucial no controlo da estabilidade articular dinâmica, nomeadamente no valgo de joelho no plano frontal. O objetivo deste estudo foi descrever a existência de relação entre a ativação muscular (medida pela recolha eletromiográfica do reto anterior, dos isquiotibiais e do grande glúteo) e a variação da angulação do joelho durante a fase de apoio do salto vertical no plano frontal (medida pela análise cinemática de vídeo) através de um estudo‑piloto. Metodologia – Trata‑se de um estudo descritivo correlacional com uma amostra de 220 saltos verticais (110 saltos correspondentes a cada um dos membros inferiores) realizados por 4 executantes (dois do género feminino e dois do género masculino com idade média de 28 anos ± 6,4). Resultados – Verificou‑se a existência de correlações significativas entre a ativação muscular do reto anterior na fase descendente do salto à direita e à esquerda e a tendência para um menor ou maior ângulo de valgo, respetivamente. O género influencia a dinâmica do joelho, verificando‑se que as mulheres apresentam estratégias de ativação diferentes dos homens. Conclusão – A diminuição da ativação muscular da anca parece influenciar os movimentos dinâmicos do joelho no plano frontal, enquadrando‑se nos resultados obtidos por outros autores. O material utilizado na recolha de dados, o sincronismo entre o trigger e o vídeo e o número reduzido de executantes que realizaram a amostra poderão constituir limitações ao estudo que se deverão considerar na realização de estudos futuros.

Physiotherapy and Duchenne muscular dystrophy

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe, progressive disease first described by Meryon in 1852 and later by Guillaume Duchene. It is the most common and severe form of childhood muscular dystrophy, affecting 1 in 3500 live male births. Is caused by an X—linked recessive genetic disorder resulting in a deficiency of the dystrophin protein, responsible for linking contractile proteins to the sarcolemma. Diagnosis is not always easy and the first symptoms are often related to weakness and difficulty or delay in acquiring the ability to perform simple activities. Progressive weakness leads to the use of compensatory strategies in order to maintain the ability to walk and perform other activities. Respiratory muscles are also affected and the complications resulting from its impairments are frequently the cause of early death of these patients. The advances in DMD management has increased life expectancy of these children with the need for adequate care in adulthood. DMD manifestations include muscle weakness, contractures, respiratory and cardiac complications. Some authors also refer that one-third of patients have difficulties with learning and delayed global development because the gene that encodes dystrophyn expresses various dystrophin isoforms that are found in Schwann and Purkinje celis in the brain. Body functions and structure impairments like muscle weakness, contractures and reduced range of motion lead to limitations in activities, i.e., impairments affect the performance of tasks by the individual. In a physiotherapist’s point of view analysing these limitations is mandatory because physiotherapy’s final purpose is to restore or preserve the ability to perform ADL and to improve quality of life.