Autonomous behaviors for an unmanned mini-aerial vehicle

This thesis aims at addressing the development of autonomous behaviors, for search and exploration with a mini-UAV (Unmanned Aerial Vehicle), or also called MAV (Mini Aerial Vehicle) prototype, in order to gather information in rescue scenarios. The platform used in this work is a four rotor helicopter, known as quad-rotor from the German company Ascending Technologies GmbH, which is later assembled with a on-board processing unit (i.e. a tiny light weight computer) and a on-board sensor suite (i.e. 2D-LIDAR and Ultrasonic Sonar). This work can be divided into two phases. In the first phase an Indoor Position Tracking system was settled in order to obtain the Cartesian coordinates (i.e. X, Y, Z) and orientation (i.e.heading) which provides the relative position and orientation of the platform. The second phase was the design and implementation of medium/high level controllers on each command input in order to autonomously control the aircraft position, which is the first step towards an autonomous hovering flight, and any autonomous behavior (e.g. Landing, Object avoidance, Follow the wall). The main work is carried out in the Laboratory ”Intelligent Systems for Emergencies and Civil Defense”, in collaboration with ”Dipartimento di Informatica e Sistemistica” of Sapienza Univ. of Rome and ”Istituto Superiore Antincendi” of the Italian Firemen Department.

Estudo conceptual do desenvolvimento de uma célula Mini-UAV

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Influência da polarização eléctrica no crescimento de hidroxiapatite para implantes ósseos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção de Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Estudo da influência na bioactividade da adição de materiais piezoeléctricos (BaTiO3) a hidroxiapatite para implantes ósseos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Desenvolvimento de novos implantes biocompativeis para a regeneração óssea

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Ciências e Engenharia dos Materiais pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Functional and structural studies of a mini-ferritin protein

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Bioquímica

Desenvolvimento e avaliação in vitro de um revestimento multifuncional para possível aplicação em implantes ósseos

As fraturas ósseas têm sido consideradas como um problema sócio económico mundial afetando sobretudo os jovens e idosos. No caso de pequenas correções de fraturas ou defeitos ósseos é necessário a aplicação de implantes biodegradáveis que atuem de forma temporária durante o período de formação do novo tecido ósseo. Uma das grandes vantagens da sua aplicação é evitar uma segunda intervenção cirúrgica para a sua remoção. Para isso, o Magnésio (Mg) e as suas ligas têm vindo a ser considerados como uma boa opção para este tipo de implantes temporários pois para além de serem biodegradáveis e biocompatíveis possuem propriedades semelhantes ao osso. No entanto, a sua elevada taxa de degradação em ambiente biológico é uma desvantagem para a sua utilização que conduz à perda da sua funcionalidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver revestimentos multifuncionais biocompatíveis, para a superfície do implante biodegradável, que permitam controlar a taxa de degradação do Mg e em simultâneo promovam a adesão e proliferação celular no local afetado. Neste trabalho, foram desenvolvidos três tipos de revestimentos biocompatíveis: Fosfatos, Fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e óxido de grafeno aplicados na superfície da liga de Mg AZ31 através do método de eletrodeposição/eletroforese química. Foi realizado um tratamento térmico e avaliada a sua influência na resposta celular e na sua resistência à degradação. As propriedades físico-químicas do revestimento foram obtidas por microscopia electrónica de varrimento e de transmissão, microscopia de Raman, difração de raios-X e microscopia de força atómica. Foram ainda analisadas medições do ângulo de contacto da superfície dos revestimentos e realizados ensaios de degradação em soluções fisiológicas. A resposta celular aos revestimentos foi testada in vitro através da avaliação da adesão e proliferação de células osteoblásticas (Saos-2). Os resultados obtidos demonstram que o tratamento térmico modifica a estrutura do revestimento e promove a adesão celular. A incorporação do óxido grafeno no revestimento de fosfatos e hidroxiapatite permite aumentar a resistência à degradação e promover uma melhor resposta celular.

Revista da Faculdade de Ciências Sociais e Humanas

Mais uma revista inicia a sua publicação em Portugal! Seria culturalmente relevante fazer o inventário cronológico e estabelecer a densidade das revistas portuguesas ao longo dos últimos cem anos. Ver-se-ia porventura — ou iludimo-nos com a habitual presunção de querermos um mini-universo diferente ? — que Portugal levou a palma à maioria das nações no lançamento de publicações periódicas ou, pelo menos, que conquistou um lugar cimeiro nesse panorama. Mas ver-se-ia também que essas revistas duraram poucos anos, poucos meses,com raras excepções. Tem sido a regra. Queiramos uma revista, se não diferente, pelo menos duradoura. Que ela espelhe, para já, o dinamismo da jovem escola que vai representar. Há dois anos não éramos nada. Mais — estávamos à beira da extinção. Hoje somos uma das melhores faculdades do País. Não se julgue, porém, que o caminho foi fácil. Os espinhos salpicaram-no desde o começo. Foram-se erigindo barreiras à nossa frente. Mas procurámos derrubá-las uma a uma, sem desfalecimentos, sem hesitações. Assim prosseguiremos. É que temos força, temos iniciativa, temos vontade de construir, e de construir melhor do que jamais se construiu neste Pais no ensino universitário. Sabemos o que queremos. Sabemos para onde vamos. A revista da Faculdade de Ciências Sociais e Humanas começa também por ter de reflectir,, para já, cinco cursos diferentes —Línguas e Literaturas (este com três variantes). História (esta com a variante de História da Arte), Antropologia, Sociologia e Filosofia— todos eles com diferentes métodos, diferentes anseios, diferentes interesses. Talvez seja demais para uma publicação só. E talvez seja em breve necessário fraccioná-la em duas ou três revistas, mais homogéneas na sua estruturação. Por ora, vamos dar ao leitor uma gama variada de literatura, lingüística, história, antropologia e filosofia — sem contar com notas e recensões. A contribuição maior proveio dos docentes de Línguas e Literaturas, em correspondência com o seu peso também maior no conjunto da Faculdade. Mas não rejeitamos a hipótese de outros números serem preferentemente consagrados à História, à Antropologia, à Sociologia ou à Filosofia ou até de se subordinarem a um tema de base, glosado sob prismas diferentes pelas várias secções. A organização da revista coube a uma pequena comissão que, em pouco tempo, a conseguiu dar à luz. Vão para ela os nossos melhores agradecimentos

Avaliação da efectividade de uma intervenção em psiquiatria de ligação na doença coronária aguda

RESUMO: Várias intervenções psiquiátricas e psicossociais têm demonstrado ser eficazes na redução da depressão e da ansiedade em indivíduos que sofreram um acidente coronário agudo. A possiblidade de modificarem a evolução da doença coronária e de reduzirem a mortalidade cardíaca continua, no entanto, por comprovar. Este estudo teve como principal objectivo avaliar a efectividade de uma intervenção de Psiquiatria de Ligação (PL) em doentes com cardiopatia isquémica aguda. Métodos: um grupo inicial de 129 doentes consecutivos, internados por Enfarte Agudo do Miocárdio (EAM) ou Angina Instável, numa unidade de cuidados intensivos foi avaliado com a Hospital Anxiety e Depression Scale (HADS). Os doentes que apresentaram uma pontuação ≥8 nas subescalas da Depressão ou da Ansiedade (n=72) foram aleatoriamente distribuídos por grupo de intervenção (GI) (n=37) e grupo de controlo (GC) (n=35). O GI foi sujeito a uma intervenção de PL, realizada durante o período hospitalar, que se iniciou nos primeiros dias de internamento e consistiu em pelo menos 3 sessões individuais (incluindo avaliação psiquiátrica, psicoterapia de suporte, intervenção psicoeducativa e medicação, quando necessário). A sessão pré-alta envolveu o cônjuge e abordou a modificação de comportamentos de risco, a adesão terapêutica e o regresso ao trabalho. O GC recebeu os cuidados habituais da unidade de internamento. Todos os doentes completaram uma entrevista inicial para avaliação do estado cognitivo (Mini Mental State Examination – MMSE), do ajustamento social (Social Problems Questionnaire – SPQ) e de aspectos sociodemográfi cos e clínicos. Os doentes foram reavaliados antes da alta, aos 45 dias, 3 e 6 meses com a HADS, o SPQ e ainda com o Nottingham Health Profi le (NHP) para avaliação da qualidade de vida. No follow-up de 6 meses foi colhida informação sobre sobrevivência, número e duração de reinternamentos, número de dias de baixa e regresso ao trabalho. Resultados: na amostra de 129 doentes avaliados no início do internamento, 20,9% apresentavam níveis de depressão ≥8 na subescala da Depressão (HADS), 53,5% níveis de ansiedade ≥8 na subescala da Ansiedade (HADS) e 9,3% perturbações cognitivas (MMSE). A avaliação longitudinal desta amostra mostrou que os níveis de depressão, inicialmente baixos, aumentaram nos 45 dias após o internamento, para depois diminuírem até ao fi nal do follow-up. Os níveis de ansiedade, que eram inicialmente altos, aumentaram nos 45 dias seguintes e antiveram- se estáveis, mas altos, até ao fi m do estudo. O GI apresentou uma pontuação média na subescala da depressão signifi cativamente inferior à do GC no follow-up de 6 meses (5,8±4,1 no GI vs. 7,9±4,3 no GC, p=0,04). O número de doentes deprimidos foi signifi cativamente menor no GI nas avaliações realizadas aos 3 meses (11 vs. 18 no GC, p=0,04) e aos 6 meses (12 vs. 18 no GC, p= 0,05). O mesmo aconteceu com o número de doentes ansiosos aos 3 meses (15 no GI vs. 23 no GC, p=0,01). As dimensões do NHP “Isolamento social” aos 45 dias e “Reacção emocional” aos 45 dias e aos 3 meses, bem como a qualidade de vida geral (NHP 2ª parte) aos 3 meses, mostraram melhoria signifi cativa no grupo de intervenção. Embora a intervenção tenha reduzido o nível médio da ansiedade nas várias avaliações após a alta, esta redução não atingiu signifi cância estatística. A intervenção realizada não teve impacto na mortalidade ou nas variáveis relacionadas com a evolução da doença cardíaca no período do follow-up. Conclusões: Os resultados do presente estudo mostram a alta prevalência de depressão e de ansiedade após um acidente coronário agudo e a manutenção de níveis altos de ansiedade nos 6 meses seguintes. Os resultados comprovam também a efectividade de uma intervenção em PL no tratamento da depressão e da ansiedade em doentes que sofreram um acidente coronário agudo. Estes resultados apontam para a necessidade de desenvolvimento de programas de PL para este tipo de doentes, tanto no hospital geral como nos cuidados de saúde primários. Sugerem ainda a necessidade de desenvolvimento de investigação que permita estabelecer o impacto específi co dos diversos tipos de intervenção, assim como compreender os mecanismos subjacentes à associação da depressão e da ansiedade com a doença coronária.----------ABSTRACT:Different types of psychiatric and psychochosocial interventions have proven effi cacy in decreasing anxiety and depression in coronary heart disease. There is, however, an ongoing discussion about the impact these interventions may have on the clinical outcome and on cardiac mortality. The main objective of the current study was to evaluate the effectiveness of a consultation liaison psychiatry (CL) intervention on a group of patients admitted with Myocardial Infarction or Unstable Angina, to a Coronary Care Unit. Methods: The study had a prospective, randomised, controlled design, with a 6-month follow-up. One hundred and twenty-nine consecutive patients were assessed during the first 48 hours of admission with the Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). Those with a score of ≥8 on the Depression or the Anxiety subscales (n=72) were randomly allocated to intervention (n=37) and usual care (n=35). The CL intervention, started during the fi rst days of admission, had a minimum of 3 (60 minutes) sessions, and included a psychiatric evaluation, supportive psychotherapy, a psychoeducational intervention, when necessary, psychotropic drugs. The last session, shortly before discharge, included the spouse and was focused on compliance, modifi cation of behavioral risk factors, and possible diffi culties upon returning to work. Cognitive status (Mini-Mental State Examination - MMSE), social adjustment (Social Problems Questionnaire - SPQ), and demographic and clinical characteristics were also assessed at baseline. Patients were reassessed before discharge, and at 45 days, 3 and 6 months after admission with HADS, SPQ, and with Nottingham Health Profile (NHP) for quality of life. Survival, number of readmissions and days of readmission, number of sickleave days and return to work were assessed at six months. Results: The initial sample of 129 patients, presented a 20.9% prevalence of depressive symptoms, 53.5% of anxiety symptoms, and 9.3% of cognitive disorders. The longitudinal evaluation of this sample showed that the initially low levels of depression were increased 45 days later, and slowlly decreased afterwards till the 6-month follow-up. Initially high anxiety levels, somewhat decreased before discharge, had increased 45 days later, and stayed stable and high till the end of the study. The intervention group showed a signifi cantly lower depression mean score at 6 months (5.8±4.1 vs. 7.9±4.3 in the controls, p=0.04). The number of patients considered depressed was lower in the intervention group at 3(11 vs. 18 controls, p=0.04) and 6 months (12vs. 18 controls, p=0,05). The number of anxious patients was also lower in the intervention.

Percepção do estado de saúde da pessoa idosa institucionalizada

RESUMO: O envelhecimento da população portuguesa é um facto. Esta alteração da estrutura demográfica exige o investimento no conhecimento científico para que se conheçam as consequências a nível, económico, social, cultural, biológico, físico e, principalmente, a nível da saúde. Isto porque, é emergente que a sociedade tenha capacidade para responder às necessidades específicas das pessoas neste estádio de vida, tendo sempre por base o conceito de qualidade de vida. Este estudo teve como objectivo avaliar a percepção do estado de saúde da pessoa idosa institucionalizada. Foram nove as instituições participantes, denominadas por lares de idosos de residência permanente, onde se contou com uma amostra de 75 indivíduos entre os 66 e 100 anos, de ambos os sexos. Foram recolhidos dados através de uma caracterização sócio-demográfica, através do Mini Mental State e através do Questionário de auto-avaliação da saúde e do bem-estar físico (de Fonseca e Paúl, 1999). Os dados obtidos foram trabalhados numa perspectiva de estatística descritiva e estatística inferencial, nomeadamente com a análise do coeficiente de Spearman. A partir desta análise determinou-se que: a grande maioria da amostra designa como “aceitável” ou “fraca” a sua percepção da saúde, em geral; os dados sócio-demográficos, e a instituição a que cada indivíduo pertence não têm relação com a percepção do estado de saúde destas pessoas; existe relação significativa entre a percepção do estado de saúde das pessoas idosas institucionalizadas e a saúde dos seus pares, essencialmente quando se abordam itens relacionados com aspectos físicos; no que concerne aos hábitos de vida, não existe relação entre a percepção do estado de saúde das pessoas idosas e os hábitos tabágicos e os hábitos alcoólicos. Os dados obtidos nem sempre são os dados que se esperavam efectivamente, porém fazem sentido ao serem consolidados com a teoria.--------ABSTRACT: The aging of the Portuguese population is a reality. It is imperative that society has the capacity to face the specific necessities of those who are in this phase of their lives. Therefore, this change in the demographics requires investment in scientific knowledge in order to know the consequences at levels such as: the economic, social cultural, biological and physical, mainly related to health. The main purpose of this study has been to evaluate the perceptions of elderly people concerning their health conditions. There were nine institutions involved, which are referred to as nursing homes, and a sample of 75 people between 66 and 100 years-old, from both genders, cooperated. Data has been collected through social-demographic, Mini Mental State and also through the questionnaire of the self-evaluation of health and physical well-being (from Fonseca and Paúl, 1999). The obtained data was worked within a perspective of descriptive/ inference statistic. From this analysis, it was determined that the great majority of the sample describes their perception of health as “acceptable” or “weak”, in general; the social-demographic information and the institution to where each person belongs do not show a connection with their perception of their health condition; however, there seems to be a significant relation between an institutionalized elderly person´s perception of their health condition and their spouse’s health, mainly when related to physical issues. In as far as life styles are concerned, do not show a connection between elderly people’s perception of health and smoking habits and alcohol habits. The obtained data does not always match expectations; nevertheless they make sense when being complemented by the theory.

A terapia ocupacional como recurso para idosos institucionalizados: um estudo de avaliação das necessidades ocupacionais

RESUMO: O envelhecimento populacional está associado a necessidades de saúde, incluindo aspectos ligados à realização das actividades quotidianas e à vertente ocupacional em geral.O presente estudo procurou identificar as necessidades ocupacionais de uma amostra de idosos institucionalizados e avaliar alterações no desempenho ocupacional e na satisfação após participação num programa de actividades terapêuticas. A amostra foi constituída por 20 indivíduos, com uma média de idades de 86,2 anos (DP=6,0), maioritariamente do sexo feminino e viúvos, com níveis de escolaridade diversos, sem défice cognitivo grave, provenientes de duas instituições para idosos em Lisboa. Os instrumentos utilizados foram entrevista de caracterização sócio-demográfica. Mini- Mental State Examination. Índice de Katz e Medida Canadiana de Desempenho Ocupacional. Após a participação no programa de actividades, oito indivíduos mantiveram as notas de desempenho e de satisfação na Medida Canadiana; cinco apresentaram aumento em ambas as notas; para dois, o desempenho permaneceu inalterado e o grau de satisfação diminuiu; finalmente, três deixaram de ter pelo menos um problema no desempenho, destacando-se um indivíduo que deixou de ter problemas para se alimentar, tornando-se independente nesta área. Comparando as avaliações iniciais e as reavaliações pósintervenção, não se registaram diferenças significativas nas pontuações de desempenho nem de satisfação da Medida Canadiana. Em conclusão, muitos dos participantes do estudo referiram um desempenho deficiente em muitas actividades ocupacionais que valorizavam, assim como um grau elevado de insatisfação em relação a esse desempenho. Apesar de ter tido algum impacto nas necessidades ocupacionais dos participantes, o programa de actividades não pareceu trazer benefícios generalizados nesta pequena amostra.------------ABSTRACT:The aging process in institutionalized populations has implications that encompass various issues related to health, including occupational development and the performance of daily activities. It was this study’s objective to identify the occupational needs of a sample of institutionalized elderly and to identify the existence of changes in occupational performance and satisfaction after participation in a program of therapeutic activities. The sample consisted of 20 individuals (mostly female and widowed) from two nursing homes in Lisbon, having various levels of education and an average age of 86,2 years (SD=6,0) as well as the ability of verbal expression without severe cognitive deficit. The instruments used were a structured interview for socio-demographic characterization, the Mini Mental State Examination, the Katz Index and the Canadian Occupational Performance Measure. We found that older respondents claimed that the performance of daily activities constituted a problem. They stated that the activities of self-care and leisure were the most problematic, that they had negative self-perceptions regarding their own performance, and that they were dissatisfied with this performance of their daily activities. After participating in program activities, eight respondents experienced no change in their respective grades of performance and satisfaction, five showed increases in both grades and, for two respondents, the performance remained unchanged while the satisfaction level showed a decline. Three stopped having at least one problem in performance, and one participant even stopped referring feeding problems, having become independent in this area. Regarding the evolution of the Canadian Measure performance and satisfaction scores (before versus after the intervention), we found no significant differences. In conclusion, most participants stated that they were performing badly in what concerned the occupational activities they valued the most. The same applies to low levels of satisfaction regarding that performance. In this small sample, and despite some benefits, the program of therapeutic activities did not prove to be significantly effective.

Mobilidade funcional, risco de queda, nível de actividade física e percepção de saúde em indivíduos com 65 ou mais anos

RESUMO:O objectivo deste estudo foi analisar a relação entre mobilidade funcional, risco de queda, nível de actividade física e percepção de saúde de 34 indivíduos praticantes (n=18) e não praticantes (n=16) de exercício físico duas ou mais vezes por semana durante pelo menos 45 minutos, residentes na comunidade e ambulatórios. Tipo de estudo: transversal exploratório-descritivo. Metodologia: foi feito um levantamento das variáveis de caracterização (idade, sexo, habilitações literárias, situação sócio-económica, situação familiar) e do estado cognitivo e estado emocional/depressão (Mini-Mental State Examination e Geriatric Depression Scale). As variáveis em análise foram: a mobilidade funcional avaliada através do Timed up and GoTest, o risco de queda medido com o Funtional Reach Test, o nível de actividade física avaliado através do Questionário Internacional de Actividade Física (IPAQ) e a percepção de saúde medida através do SF-6D. Foi também questionada a prática de alguma modalidade de exercício físico, da sua frequência e duração. Os dados foram analisados através de estatística descritiva, foi realizada uma regressão linear múltipla e uma análise bivariada das correlações, utilizando o coeficiente de correlação linear de Pearson (p ≤ 0,05).Resultados: verificou-se que, na amostra global, a maioria dos indivíduos apresentou uma mobilidade funcional considerada normal (TUG<10 segundos), e um risco de queda moderado (FRT entre 15,24 e 25,40 cm), embora sem diferenças entre os grupos em análise. A actividade física apresentou uma duração média de 685,88±540,16 minutos por semana, sendo que 18 indivíduos praticavam exercício físico pelo menos 45 minutos e duas ou mais vezes por semana.A percepção do estado de saúde foi bastante satisfatória, sendo a pontuação média do SF-6D de 0,915±0,067. A análise entre grupos demonstrou que o grupo que praticava exercício físico apresentava um maior número de indivíduos na faixa etária dos 65-74 anos, tinha mais escolarização e melhor estado cognitivo. Estes indivíduos eram fisicamente mais activos e faziam-o, na sua maioria, com uma frequência bissemanal, apenas um desempenhando uma modalidade de intensidade vigorosa. A análise estatística demonstrou que: a mobilidade funcional e o risco de queda eram mais desfavoráveis nos indivíduos com mais idade; o estado cognitivo estava associado a maior mobilidade funcional; uma boa mobilidade funcional correspondeu a um risco de queda reduzido, a mais prática de actividade física, a melhor percepção do estado de saúde e a manutenção do estado cognitivo. Os indivíduos com menor risco de queda apresentaram melhor estado cognitivo e emocional. E este último correspondeu a uma melhor percepção do estado de saúde e a um melhor estado cognitivo. Conclusão: a manutenção da mobilidade funcional reduz o risco de queda aumenta a prática de actividade física e melhora a percepção de saúde de indivíduos com 65 ou mais anos residentes na comunidade.--------- ABSTRACT: Objective: the aim of this study was to analyze the relationship between functional mobility, falls risk, level of physical activity and health perception in a sample of 34 subjects, 18 that practice exercise two or more times a week for at least 45 minutes and 16 that don’t practice exercise, residents and community. Designs: cross-sectional exploratory-descriptive survey. Methods: descriptive variables are age, sex, education, socio-economic level, family status, cognitive status (Mini-Mental State Examination) and emotional status/depression (Geriatric Depression Scale). We analyze the functional mobility with the Timed up and Go Test, the falls risk with Functional Reach Test, the level of physical activity with the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) and health perception with SF-6D. We also questioned the practice of exercise, their frequency and duration. Data were analyzed using descriptive statistics, a multiple linear regression analysis and bivariate correlations, using the linear correlation coefficient of Pearson (p ≤ 0.05). Results: we found that, in the total sample, most individuals had considered a normal functional mobility (TUG <10 seconds), and a moderate falls risk (FRT between 15.24 and 25.40 cm), but no difference between groups. Physical activity showed an mean of 685.88 ± 540.16 minutes per week, with 18 individuals pratice physical exercise at least 45 minutes and two or more times per week. The mean score of the SF-6D was 0.915 ± 0.067 and the perception of health was satisfactory. The analysis between groups showed that the group that practice physical exercise had a greater number of individuals aged 65-74 years, had more schooling and better cognitive status. These subjects were more physically active and mostly did it two times a weak and only one playing a kind of vigorous intensity. The multiple linear regression and correlations, using the linear correlation coefficient of Pearson (p≤0.05) showed that: functional mobility and fall risk decrease with age increase. The cognitive status was associated with greater functional mobility, a good functional mobility corresponded to a reduced falls risk, more physical activity, a better perception of health status and maintenance of cognitive status. Subjects with lower falls risk had better cognitive and emotional state. And subjects with a better emotional status have a better health perception and better cognitive status. Conclusion: the maintenance of functional mobility reduces falls risk, increase physical activity and improves health perception of individuals with 65 years or older living in the community.

Metodologia de implementação e avaliação de sistemas solar térmico e fotovoltaico: estudo de caso

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Mestrado de Energias Renováveis - Conservação e Utilização Sustentáveis

Psicopatologia obsessivo-compulsiva na distonia focal primária : aspectos neuropsiquiátricos de uma doença do movimento

RESUMO: pela contracção involuntária de grupos musculares de extensão variável, originando movimentos involuntários e posturas anómalas, por vezes dolorosas. O tratamento convencional consiste em injecções localizadas de toxina botulínica, podendo, em casos refractários, estar indicado o tratamento por estimulação cerebral profunda. A neurobiologia da distonia focal primária permanece incompletamente compreendida. Os estudos de neuro-imagem estrutural e funcional revelam alterações subtis da anatomia e funcionamento do estriado e das vias cortico-basais, com destaque para o aumento do volume, da actividade metabólica e da neuroplasticidade do putamen e de áreas corticais motoras, pré-motoras e sensitivas. O conjunto destas alterações aponta para uma disrupção da regulação inibitória de programas motores automáticos sustentados pelo estriado e pelas vias ortico-subcorticais. Nos últimos anos tem crescido o interesse pelas manifestações psiquiátricas e cognitivas da distonia (estas últimas muito pouco estudadas). Tem despertado particular interesse a possível associação entre distonia focal primária e perturbação obsessivo-compulsiva (POC), cuja neurobiologia parece notavelmente sobreponível à da distonia primária. Com efeito, os estudos de neuro-imagem estrutural e funcional na POC revelam consistentemente aumento do volume e actividade do estriado e do córtex órbito-frontal, apontando mais uma vez para uma disfunção do controlo inibitório, no estriado, de programas comportamentais e cognitivos automáticos. Objectivos: 1. Explorar a prevalência e intensidade de psicopatologia em geral, e de psicopatologia obsessivo-compulsiva em particular, numa amostra de indivíduos com distonia focal primária; 2. Explorar a ocorrência, natureza e intensidade de alterações do funcionamento cognitivo numa amostra de indivíduos com distonia focal primária; 3. Investigar a associação entre a gravidade da distonia focal, a intensidade da psicopatologia, e a intensidade das alterações cognitivas. Metodologia: Estudo de tipo transversal, caso-controlo, observacional e descritivo, com objectivos puramente exploratórios. Casos: 45 indivíduos com distonia focal primária (15 casos de blefaroespasmo, 15 de cãibra do escrivão, 15 de distonia cervical espasmódica), recrutados através da Associação Portuguesa de Distonia. Critérios de inclusão: idade = 18; distonia focal primária pura (excluindo casos de distonia psicogénica possível ou provável de acordo com os critérios de Fahn e Williams); Metabolismo do cobre e Ressonância Magnética Nuclear sem alterações. Controlos doentes: 46 casos consecutivos recrutados a partir da consulta externa do Hospital Egas Moniz: 15 doentes com espasmo hemifacial, 14 com espondilartropatia cervical, 17 com síndrome do canal cárpico. Controlos saudáveis: 30 voluntários. Critérios de exclusão para todos os grupos: Mini-Mental State Examination patológico, tratamento actual com anti-colinérgicos, antipsicóticos, inibidores selectivos da recaptação da serotonina, antidepressivos tri- ou tetracíclicos. Avaliação: Avaliação neurológica: história e exame médico e neurológico completos. Cotação da gravidade da distonia com a Unified Dystonia Rating Scale. Avaliação psicopatológica: Symptom Check-List-90-Revised; entrevista psiquiátrica de 60 minutos incluindo a Mini-International Neuropsychiatric Interview (MINI), versão 4.4 (validada em Português), complementada com os módulos da MINI Plus versão 5.0.0 para depressão ao longo da vida e dependência/ abuso do álcool e outras substâncias ao longo da vida; Yale-Brown Obsessive-Compulsive Symptom Checklist e a Yale-Brown Obsessive-Compulsive Scale (Y-BOCS). Avaliação neuropsicológica: Wisconsin Card Sorting Test (WCST; flexibilidade cognitiva); Teste de Stroop (inibição de resposta); Block Assembly Test (capacidade visuo-construtiva); Teste de Retenção Visual de Benton (memória de trabalho visuo-espacial). Análise estatística:os dados foram analisados com a aplicação informática SPSS for Windows, versão 13. Para a comparação de proporções utilizaram-se o teste do Chi-quadrado e o teste de Fisher. Para a comparação de variáveis quantitativas entre dois grupos utilizou-se o teste t de Student ou o teste U de Mann-Whitney (teste de Wilcoxon no caso de amostras emparelhadas). Para comparações de médias entre três grupos recorreu-se à Análise de Variância a um factor (variáveis de intervalo e de rácio), ou ao teste de Kruskal-Wallis (variáveis ordinais). Para o estudo da associação entre variáveis foram utilizados os coeficientes de correlação de Pearson ou de Spearman, a análise de correlações canónicas, a análise de trajectórias e a regressão logística. Adoptou-se um Alpha de 0.05. Resultados: Os doentes com distonia focal primária apresentaram uma pontuação média na Y- -BOCS significativamente superior à dos dois grupos de controlo. Em 24.4% dos doentes com distonia a pontuação na Y-BOCS foi superior a 16. Estes doentes eram predominantemente mulheres, tinham uma maior duração média da doença e referiam predominantemente sintomas obsessivo-compulsivos (SOC) de contaminação e lavagem. Os dois grupos com doença crónica apresentaram pontuações médias superiores às dos indivíduos saudáveis nas escalas de ansiedade, somatização e psicopatologia geral. Os doentes com distonia tratados com toxina botulínica apresentaram pontuações inferiores às dos doentes não tratados nas escalas de ansiedade generalizada, fobia, somatização e depressão, mas não na Y-BOCS. Sessenta por cento dos doentes com distonia apresentavam pelo menos um diagnóstico psiquiátrico actual ou pregresso. O risco de apresentar um diagnóstico psiquiátrico actual era menor nos doentes tratados com toxina botulínica, aumentando com a gravidade da doença. A prevalência de POC foi 8,3% e a de depressão major 37,7%. No WCST e na Prova de Benton, os doentes com distonia focal primária demonstraram um desempenho inferior ao de ambos os grupos de controlo, cometendo sobretudo erros perseverativos. Os doentes com distonia e pontuação na Y-BOCS > 16 cometeram mais erros e respostas perseverativas no WCST do que os restantes doentes com distonia. As análises de correlações e de trajectórias revelaram que nos doentes com distonia a gravidade da distonia foi, juntamente com a idade e a escolaridade, o factor que mais interagiu com o desempenho cognitivo. Discussão: o nosso estudo é o primeiro a descrever, nos mesmos doentes com distonia focal primária, SOC significativos e alterações cognitivas. Os nossos resultados confirmam a hipótese de uma associação clínica específica entre distonia focal primária e psicopatologia obsessivo-compulsiva. Confirmam igualmente que a distonia focal primária está associada a um maior risco de desenvolver morbilidade psiquiátrica ansiosa e depressiva. O tratamento com toxina botulínica reduz este risco, mas não influencia os SOC. Entre os doentes com distonia, os que têm SOC significativos poderão diconstituir um grupo particular com maior duração da doença (mas não uma maior gravidade), predomínio do sexo feminino e predomínio de SOC de contaminação e limpeza. Em termos cognitivos, os indivíduos com distonia focal primária apresentam défices significativos de flexibilidade cognitiva (particularmente acentuados nos doentes com SOC significativos) e de memória de trabalho visuo-espacial. Estes últimos devem-se essencialmente a um défice executivo e não a uma incapacidade visuo-construtiva ou visuo-perceptiva. A disfunção cognitiva não é explicável pela psicopatologia depressiva nem pela incapacidade motora, já que os controlos com doença periférica crónica tiveram um desempenho superior ao dos doentes com distonia. No seu conjunto os nossos resultados sugerem que os SOC que ocorrem na distonia focal primária constituem uma das manifestações clínicas da neurobiologia desta doença do movimento. O predomínio de sintomas relacionados com higiene e o perfil disexecutivo de alterações cognitivas–perseveração e dificuldades executivas de memória de trabalho visuo-espacial – apontam para a via cortico-basal dorso-lateral e para as áreas corticais que lhe estão associadas como estando implicadas na tripla associação entre sintomas motores, obsessivo-compulsivos e cognitivos. Conclusões: A distonia focal primária é um síndrome neuropsiquiátrico complexo com importantes manifestações não motoras, nomeadamente compromisso cognitivo do tipo disexecutivo e sintomas obsessivo-compulsivos. Clinicamente estas manifestações representam necessidades de tratamento que vão muito para além da simples incapacidade motora, devendo ser activamente exploradas e tratadas.-------------- ABSTRACT: Introduction: primary focal dystonia is an idiopathic movement disorder that manifests as involuntary, sustained contraction of muscular groups, leading to abnormal and often painful postures of the affected body part. Treatment is symptomatic, usually with local intramuscular injections of botulinum toxin. The neurobiology of primary focal dystonia remains unclear. Structural and functional neuroimaging studies have revealed subtle changes in striatal and cortical-basal pathway anatomy and function. The most consistent findings involve increased volume and metabolic activity of the putamen and of motor, pre-motor and somato-sensitive cortical areas. As a whole, these changes have been interpreted as reflecting a failure of striatal inhibitory control over automatic motor programs sustained by cortical-basal pathways. The last years have witnessed an increasing interest for the possible non-motor – mainly psychiatric and cognitive – manifestations of primary focal dystonia. The possible association of primary focal dystonia with obsessive-compulsive disorder (OCD) has raised particular interest. The neurobiology of the two disorders has indeed remarkable similarities: structural and functional neuroimaging studies in OCD have revealed increased volume and metabolic activity of the striatum and orbital-frontal cortex, again pointing to a disruption of inhibitory control of automatic cognitive and behavioural programs by the striatum. Objectives: 1. To explore the prevalence and severity of psychopathology – with a special emphasis on obsessive-compulsive symptoms (OCS) – in a sample of patients with primary focal dystonia;2. To explore the nature and severity of possible cognitive dysfunction in a sample of patients with primary focal dystonia; 3. To explore the possible association between dystonia severity, psychiatric symptom severity, and cognitive performance, in a sample of patients with primary focal dystonia. Methods: cross-sectional, case-control, descriptive study. Cases: forty-five consecutive, primary pure focal dystonia patients recruited from the Portuguese Dystonia Association case register (fifteen patients with blepharospasm, 15 with cervical dystonia and 15 with writer’s cramp). Inclusion criteria were: age = 18; primary pure focal, late-onset dystonia (excluding possible or probable psychogenic dystonia according to the Fahn & Williams criteria); normal copper metabolism and Magnetic Resonance Imaging. Diseased controls: forty-six consecutive subjects from our hospital case register (15 patients with hemi-facial spasm; 14 with cervical spondilarthropathy and cervical spinal root compression; 17 with carpal tunnel syndrome). Healthy controls were 30 volunteers.Exclusion criteria for all groups: Mini-Mental State Examination score below the validated cut-off for the Portuguese population (<23 for education between 1 and 11 years; <28 for education >11 years); use of anti-cholinergics, neuroleptics, selective serotonin reuptake inhibitors, triciclic or tetraciclic antidepressants. Assessment: neurological assessment: complete medical and neurological history and physical examination; dystonia severity scoring with the Unified Dystonia Rating Scale. Psychiatric assessment:Symptom Check-List-90-Revised; 60 minute-long psychiatric interview, including Mini-International Neuropsychiatric Interview (MINI), version 4.4 (validated Portuguese version), extended with the sections for life-time major depressive disorder and life-time alcohol and substance abuse disorder from MINI-Plus version 5.0.0; Yale-Brown Obsessive-Compulsive Symptom Checklist and Yale-Brown Obsessive-Compulsive Scale (Y-BOCS). Cognitive assessment: Wisconsin Card Sorting Test (WCST; cognitive set-shifting ability); Stroop Test (response inhibition); Block Assembly Test(visual-constructive ability); Benton’s Visual Retention Test (visual-spatial working memory). Statistic analysis: Data were analyzed with SPSS for Windows version 13. Proportions were compared using Chi-Square test, or Fisher’s exact test when appropriate. Student’s t-test or Mann-Whitney’s U test (or Wilcoxon’s teste in the case of matched samples) were used for two-group comparisons. P-values were corrected for multiple comparisons. One-way ANOVA with Bonferroni post-hoc analysis (interval data), or the Kruskal-Wallis Test (ordinal data), were used for three-group comparisons. Associations were analysed with Pearson’s or Spearman’s correlation coefficients, canonical correlations, path analysis and logistic regression analysis. Alpha was set at 0.05. Results: Dystonia patients had higher Yale-Brown Obsessive-Compulsive Symptom scores than both control groups. 24.4% of primary dystonia patients had a Y-BOCS score > 16. These patients were predominantly women; they had longer disease duration, and showed a predominance of hygiene-related OCS. The two groups with chronic disease had higher anxiety, somatization and global psychopathology scores than healthy subjects. Primary dystonia patients undergoing treatment with botulinum toxin had lower anxiety, phobia, somatization and depression scores than their untreated counterparts, but similar Y-BOCS scores. Sixty percent of primary dystonia patients had at least one lifetime psychiatric diagnosis. The odds of having a currently active psychiatric diagnosis were lower in botulinum toxin treated patients, and increased with dystonia severity. The prevalence of OCD was 6.7%, and the lifetime prevalence of major depression was 37.7%. Primary dystonia patients had a lower performance than the two control groups in both the WCST and Benton’s Visual Retention Test, mainly due to an excess of perseveration errors. Primary dystonia patients with Y-BOCS score > 16 had much higher perseveration error and perseveration response scores than dystonia patients with Y-BOCS = 16. Correlation and path analysis showed that, in the primary dystonia group, dystonia severity, along with age and education, was the main factor influencing cognitive performance. Discussion: our study is the first description ever of concomitant significant OCS and cognitive impairment in primary dystonia patients. Our results confirm that primary dystonia is specifically associated with obsessive-compulsive psychopathology. They also confirm that primary focal dystonia patients are at a higher risk of developing anxious and depressive psychiatric morbidity. Treatment with botulinum toxin decreases this risk, but does not influence OCS. Primary focal dystonia patients with significant OCS may constitute a particular subgroup. They are predominantly women, with higher disease duration (but not severity) and a predominance of hygiene related OCS.In terms of cognitive performance, primary focal dystonia patients have significant deficits involving set-shifting ability and visual-spatial working memory. The latter result from an essentially executive deficit, rather than from a primary visual-constructive apraxia or perceptual deficit. Furthermore, cognitive flexibility difficulties were more prominent in the subset of primary dystonia patients with significant OCS. The cognitive dysfunction found in dystonia patients is not attributable to depressive psychopathology or motor disability, as their performance was significantly lower than that of similarly impaired diseased controls. Our results suggest that OCS in primary focal dystonia are a direct, primary manifestation of the motor disorder’s neurobiology. The predominance of hygiene-related symptoms and the disexecutive pattern of cognitive impairment – set-shifting and visual-spatial working memory deficits – suggest that the dorsal-lateral cortical-basal pathway may play a decisive role in the triple association of motor dysfunction, OCS and cognitive impairment. Conclusions: primary focal dystonia is a complex neuropsychiatric syndrome with significant non- -motor manifestations, namely cognitive executive deficits and obsessive-compulsive symptoms.Clinically, our results show that PFD patients may have needs for care that extend far beyond a merely motor disability and must be actively searched for and treated.

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A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics