Vibration-enhanced posture stabilization achieved by tactile supplementation: May blind individuals get extra benefits?

Diminished balance ability poses a serious health risk due to the increased likelihood of falling, and impaired postural stability is significantly associated with blindness and poor vision. Noise stimulation (by improving the detection of sub-threshold somatosensory information) and tactile supplementation (i.e. additional haptic information provided by an external contact surface) have been shown to improve the performance of the postural control system. Moreover, vibratory noise added to the source of tactile supplementation (e.g. applied to a surface that the fingertip touches) has been shown to enhance balance stability more effectively than tactile supplementation alone. In view of the above findings, in addition to the well established consensus that blind subjects show superior abilities in the use of tactile information, we hypothesized that blind subjects may take extra benefits from the vibratory noise added to the tactile supplementation and hence show greater improvements in postural stability than those observed for sighted subjects. If confirmed, this hypothesis may lay the foundation for the development of noise-based assistive devices (e.g. canes, walking sticks) for improving somatosensation and hence prevent falls in blind individuals. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effects of electrotactile vestibular substitution on rehabilitation of patients with bilateral vestibular loss

The present study evaluated the effectiveness of electrotactile tongue biofeedback (BrainPort (R)) as a sensory substitute for the vestibular apparatus in patients with bilateral vestibular loss (BVL) who did not have a good response to conventional vestibular rehabilitation (VR). Seven patients with BVL were trained to use the device. Stimulation on the surface of the tongue was created by a dynamic pattern of electrical pulses and the patient was able to adjust the intensity of stimulation and spatially centralize the stimulus on the electrode array. Patients were directed to continuously adjust head orientation and to maintain the stimulus pattern at the center of the array. Postural tasks that present progressive difficulties were given during the use of the device. Pre- and post-treatment distribution of the sensory organization test (SOT) composite score showed an average value of 38.3 +/- 8.7 and 59.9 +/- 11.3, respectively, indicating a statistically significant improvement (p = 0.01). Electrotactile tongue biofeedback significantly improved the postural control of the study group, even if they had not improved with conventional VR. The electrotactile tongue biofeedback system was able to supply additional information about head position with respect to gravitational vertical orientation in the absence of vestibular input, improving postural control. Patients with BVL can integrate electrotactile information in their postural control in order to improve stability after conventional VR. These results were obtained and verified not only by the subjective questionnaire but also by the SOT composite score. The limitations of the study are the small sample size and short duration of the follow-up. The current findings show that the sensory substitution mediated by electrotactile tongue biofeedback may contribute to the improved balance experienced by these patients compared to VR. (C) 2010 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Vestibular rehabilitation with biofeedback in patients with central imbalance

Central Nervous System disorders may cause important functional unbalance in the maintenance of balance and posture. There is no effective rehabilitation for these symptoms until now. Objective: The aim of this paper is to evaluate the use of tongue electrotactile stimulation on patients with central imbalance using BrainPort. Materials and Methods: This is a prospective case series study. We evaluated 8 patients with central imbalance, 6 men and 2 women, with mean age of 67.75 years. The patients were submitted to Computed Dynamic Posturography (CDP) and then received 18 sessions of electrotactile stimulation by BrainPort (R) device for 20 minutes, twice a day. Then they were submitted to a new CDP test and to a self-perception scale to assess symptom remission, partial improvement and no improvement at all. Results: 75% of the patients reported being more stable. There was no improvement in the balance control of the mass center in these patients. Conclusion: The patients were able to use the electrotactile stimulus to improve their balance control.

Carbon monoxide and nitric oxide modulate hyperosmolality-induced oxytocin secretion by the hypothalamus in vitro

OT (oxytocin) is secreted from the posterior pituitary gland, and its secretion has been shown to be modulated by NO (nitric oxide). In rats, OT secretion is also stimulated by hyperosmolarity of the extracellular fluid. Furthermore, NOS (nitric oxide synthase) is located in hypothalamic areas involved in fluid balance control. In the present study, we evaluated the role of the NOS/NO and HO (haem oxygenase)/CO (carbon monoxide) systems in the osmotic regulation of OT release from rat hypothalamus in vitro. We conducted experiments on hypothalamic fragments to determine the following: (i) whether NO donors and NOS inhibitors modulate OT release and (ii) whether the changes in OT response occur concurrently with changes in NOS or HO activity in the hypothalamus. Hyperosmotic stimulation induced a significant increase in OT release that was associated with a reduction in nitrite production. Osmotic stimulation of OT release was inhibited by NO donors. NOS inhibitors did not affect either basal or osmotically stimulated OT release. Blockade of HO inhibited both basal and osmotically stimulated OT release, and induced a marked increase in NOS activity. These results indicate the involvement of CO in the regulation of NOS activity. The present data demonstrate that hypothalamic OT release induced by osmotic stimuli is modulated, at least in part, by interactions between NO and CO.

New methods to quantify NH3 volatilization from fertilized surface soil with urea

Gaseous N losses from soil are considerable, resulting mostly from ammonia volatilization linked to agricultural activities such as pasture fertilization. The use of simple and accessible measurement methods of such losses is fundamental in the evaluation of the N cycle in agricultural systems. The purpose of this study was to evaluate quantification methods of NH3 volatilization from fertilized surface soil with urea, with minimal influence on the volatilization processes. The greenhouse experiment was arranged in a completely randomized design with 13 treatments and five replications, with the following treatments: (1) Polyurethane foam (density 20 kg m-3) with phosphoric acid solution absorber (foam absorber), installed 1, 5, 10 and 20 cm above the soil surface; (2) Paper filter with sulfuric acid solution absorber (paper absorber, 1, 5, 10 and 20 cm above the soil surface); (3) Sulfuric acid solution absorber (1, 5 and 10 cm above the soil surface); (4) Semi-open static collector; (5) 15N balance (control). The foam absorber placed 1 cm above the soil surface estimated the real daily rate of loss and accumulated loss of NH3N and proved efficient in capturing NH3 volatized from urea-treated soil. The estimates based on acid absorbers 1, 5 and 10 cm above the soil surface and paper absorbers 1 and 5 cm above the soil surface were only realistic for accumulated N-NH3 losses. Foam absorbers can be indicated to quantify accumulated and daily rates of NH3 volatilization losses similarly to an open static chamber, making calibration equations or correction factors unnecessary.

Sähkötaseyhtiön liiketoimintasuunnitelman laatiminen

Diplomityössä esitetään toimintamalleja avoimen sähköntoimituksen ja markkinasähkön (spot-sähkö) välitykselle. Työn alkuosassa selvitetään sähkömarkkinoiden kehitystä ja sähkön pörssikaupan rakennetta pohjoismaisella markkina-alueella sekä tarkastellaan tasehallintaan, taseselvitykseen ja tietojen raportointiin liittyviä periaatteita Suomessa, erityisesti tasevastaavan kannalta katsottuna. Työssä kuvataan tiivistetysti yhteisomisteisten voimalaitosten yhteisajojärjestelyä, sähköntuotannon ja -hankinnan optimointia sekä tasehallintaa. Työn lopussa luodaan katsaus muiden Pohjoismaiden sekä Saksan sähkömarkkinoiden toimintaperiaatteisiin, taseselvitykseen, tasehallintaan ja tietojen raportointiin. Katsauksessa pyritään luomaan kuva toimintaperiaatteista, joiden perusteella suomalainen yhtiö voisi tulevaisuudessa laajentaa toimintaansa ulkomaille joko pelkkänä palvelujen tarjoajana tai myös tasevastaavana markkinaosapuolena.

Interaktiivisen asiakasrajapinnan mahdollistamat energiatehokkuutta tukevat toiminnot ja niiden kannattavuus

Automaattisen mittarinluvun yleistyminen ja asiakkaan verkkoliitynnässä käytettävän tekniikan kehittyminen luovat pohjan uudentyyppisen interaktiivisen asiakasrajanpinnan synnylle. Se voi osaltaan mahdollistaa asiakkaan entistä joustavamman sähköverkkoon liitynnän sekä nykyistä reaaliaikaisemmat ja tarkemmat mittaukset. Näiden pohjalle on mahdollista kehittää erilaisia energiatehokkuutta tukevia toimintoja ja niihin perustuvia palveluita. Tämän työn tarkoituksena on tutkia interaktiivisen asiakasrajapinnan mahdollistamia energiatehokkuutta tukevia toimintoja. Lupaavimpia toimintoja, niiden kannattavuutta ja potentiaalia energiatehokkuuden parantamisessa analysoidaan tarkemmin. Lisäksi tarkastellaan niihin tarvittavaa tekniikkaa, mittaustietoja ja tiedonsiirtoa. Nykyinen tekniikka mahdollistaa useiden erilaisten energiatehokkuutta tukevien toimintojen toteuttamisen. Tässä työssä käsiteltiin tarkemmin energiayhtiön AMR-pohjaista tasehallintaa ja sähkön pienkuluttajien hintaohjausta. AMR-pohjaisen tasehallinnan havaittiin olevan oikein kohdennettuna kannattavaa. Sähkön hintaohjaus voi laajassa mittakaavassa toteutettuna olla kannattavaa, mutta yksittäiskohteissa sen toteutuksen kustannukset ovat liian suuret. Suurimpia ongelmia energiatehokkuutta tukevien toimintojen toteutuksen kannalta muodostavat usein kiinteät kustannukset sekä yleisten rajapin-tavaatimusten ja toimintamallien puute. Tuotteiden standardointi, sarjatuotanto sekä tekniikan kehittyminen voivat mahdollistaa kiinteiden kustannusten huomattavan pienenemisen ja tätä kautta toimintojen kustannustehokkuuden paranemisen. Kehittämällä uusia yhteisiä toimintamalleja ja tuotteita voidaan käytettävissä olevaa tekniikkaa hyödyntää tehokkaammin. Myös uudet näköpiirissä olevat nopeammat ja luotettavammat tiedonsiirtotekniikat voivat mahdollistaa reaaliaikaisemmat mittaustietojen ja signaalien välitykset, mikä usein parantaa toimintojen tehokkuutta ja kannattavuutta.

Tasehallinnan kehittäminen Suomen sähkömarkkinoilla

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia tasehallinnan kehittämismahdollisuuksia Suomessa järjestelmävastaavan näkökulmasta. Sähköjärjestelmässä tulee vallita jatkuvasti tasapaino tuotannon ja kulutuksen välillä, tämän järjestelmävastaavan vastuulla olevan tasapainon ylläpitoa kutsutaan tehotasapainon hallinnaksi. Työssä pääasiasiallinen huomio oli markkinalähtöisessä tehotasapainon hallinnan kehittämisessä. Tuotantosuunnitelmat ovat ratkaisevassa osassa sähköjärjestelmän muutoksia ennustettaessa ja suunniteltaessa. Pääasiassa tutkimus kohdistuu tuotantosuunnitelmien tarkentamisen mahdollisuuksien analysointiin sekä tarkentamisesta aiheutuvien muutosten selvittämiseen. Työn yhteydessä toteutettiin sopivalla otannalla kyselytutkimus, jonka oli tarkoitus antaa tietoa Eurooppalaisista käytännöistä asian suhteen. Tutkimusten pohjalta päädyttiin malliin, jossa tuotantosuunnitelmien jaksonpituutta lyhennettäisiin nykyisestä 60 minuutista 15 minuuttiin. 15 minuutin jaksonpituus ulottuisi koko tuotantotaseen käsittelyyn, mukaan lukien säätösähkömarkkinat ja muut tehokaupat.

Paperitehtaan sähkötasehallinta ja sähkön kysyntäjousto energiakustannusten hallinnassa

Paperiteollisuus on energiaintensiivistä teollisuutta, jossa on tehty pitkään työtä tuotantoprosessien energiatehokkuuden parantamiseksi. Paperitehtaan energiakustannuksiin voidaan kuitenkin vaikuttaa myös sähkötaseen hallinnalla ja sähkön kysyntäjouston avulla. Tehtaan seuraavan vuorokauden sähkön kulutus pyritään ennustamaan mahdollisimman tarkasti, mutta esimerkiksi paperitehtaan häiriötilanteissa sähkötase poikkeaa ennustetusta. Tällöin sähkötasetta voidaan korjata ensisijaisesti sähkön jälkimarkkinoiden eli Elbas- kaupankäynnin avulla. Ellei tasetta saada korjattua sähkön jälkimarkkinoilla tase-ero korjataan tasesähköllä, jonka hinta muodostuu säätösähkömarkkinoilla. Tasesähkön hinta saattaa poiketa Elspot- markkinahinnasta voimakkaasti, jolloin tase-erosta joko hyödytään tai hävitään kustannusmielessä. Tämän työn tarkoituksena on selvittää sähkötasehallinnan parantamisen ja sähkön kysyntäjouston vaikutukset paperitehtaan energiakustannuksiin. Työssä tutkittiin tehtaan sähkö-tasehallinnan nykytilannetta ja selvitettiin tase-erojen kustannusvaikuttavuutta. Lisäksi työssä luotiin ajomalleja sähkön kysyntäjouston toteuttamiselle massatehtaan eri tuotantoprosesseille, sekä määritettiin rajahintoja seuraavan vuorokauden energiaennusteeseen. Onnistunut energiaennuste perustuu paperitehtaan käynnin tarkkoihin ja ajankohtaisiin lähtötietoihin. Sähkötaseen poikkeamiin voidaan puolestaan varautua paremmin, kun informaatio tehtaan prosessien alasajosta tulee voimalaitoksen tietoon mahdollisimman aikaisin. Sähkötaseen poikkeamien hallinta voidaan tehdä, joko Elbas- kaupan tai tasesähkön avulla. Ajankohdasta ja tasepoikkeaman volyymista riippuen täytyy tehdä valinta, kumpi vaihtoehdoista on kustannusmielessä kannattavampi. Paperitehtaan eri prosesseille luoduilla ajomalleilla saatiin esiin huomattava säästöpotentiaali. Ajomallien noudattaminen vaatii suunnitelmallista tuotannon hallintaa ja sähkön Elspot- hinnan käyttäytymisen säännöllistä seurantaa. Seuraavan vuorokauden rajahintatietojen määrittämisen pohjalta voidaan arvioida, millä Elspot- hinnalla sähkön myynti muuttuu paperin tuotantoa kannattavammaksi.

Altered sensory-weighting mechanisms is observed in adolescents with idiopathic scoliosis

Affiliation: Paul Allard : Département de kinésiologie, Université de Montréal

Rôle des informations proprioceptives dans l’équilibre à la marche chez les personnes en santé et hémiparétiques

L'utilisation des informations proprioceptives pour le contrôle de l’équilibre à la marche est encore mal comprise chez les sujets en santé ou hémiparétiques suite à un accident vasculaire cérébral. Le but de cette étude était d’évaluer le rôle des informations proprioceptives dans le maintien de l'équilibre à la marche chez les patients en santé et hémiparétiques. Une analyse de mouvement en trois dimensions a été faite chez treize participants en santé et six hémiparétiques qui marchaient sur un tapis roulant instrumenté pour déterminer leur difficulté à maintenir l’équilibre postural et dynamique, évaluée respectivement par les forces stabilisante et déstabilisante. Des vibrations étaient appliquées en continu ou pendant la phase d’appui sur les muscles postérieurs du cou et sur le triceps sural du côté non-dominant/parétique. La vibration continue ou à l’appui du triceps sural a diminué, chez les sujets en santé, la difficulté à maintenir l’équilibre dynamique et postural (p< 0,01), avec une position du corps plus en arrière, sans changement des paramètres temporels de marche. L'équilibre et les paramètres temporels de la marche n'étaient pas modifiés significativement par la vibration à la nuque (p>.17). Aucun effet des vibrations n'a été mesuré chez les patients hémiparétiques (p> 0,45). Les informations proprioceptives sont donc bien utilisées lors de la marche, mais leur rôle dépendrait des conditions de marche et des afférences visuelles disponibles. Un changement dans les capacités d’intégration expliquerait l'absence d'effet des vibrations chez les patients hémiparétiques. D’autres études sont nécessaires pour comprendre l’intégration des informations proprioceptives et visuelles dans le contrôle de l’équilibre à la marche.

Alteración del centro de gravedad y riesgo de caída en pacientes con trastornos neurológicos. Bogotá. 2014

Introducción: el objetivo de la rehabilitación en los pacientes neurológicos es reducir su discapacidad, potencializar su funcionalidad y promover su independencia para así permitirle desempeñar un rol activo en la comunidad. Por esta razón, es de gran importancia prevenir la aparición de eventos adversos en esta población mediante la detección temprana de factores de riesgo que conllevan a pacientes con enfermedad cerebro vascular a presentar caídas y a su vez le permita a los profesionales de la salud generar estrategias para minimizar su incidencia, complicaciones y/o secuelas. Objetivo: determinar los factores relacionados con la alteración del centro de gravedad y riesgos de caída en paciente con trastornos neurológicos Metodología: se realizó un estudio cuantitativo descriptivo exploratorio retrospectivo donde se tuvieron en cuenta pacientes diagnóstico de enfermedades neurológicas que presentaron o no antecedentes de caídas junto con otros criterios de inclusión y exclusión, tomados de las bases de datos de la institución Mobility Group. Resultados: Se evaluaron en total 19 sujetos (52,6 % hombres) con edad media de 48,37 años. Se clasificaron en dos grupos (alto y bajo riesgo de caída ) de pacientes según la aplicación de la escala de riesgo de caída de J.H. Downton a los cuales se aplicó estadística descriptiva para describir su comportamiento en referencia a factores como diagnóstico clínico, presencia de dolor, fuerza y tono de miembros inferiores en los principales grupos musculares , clasificación de espasticidad y finalmente con la alteración de la trayectoria del centro de gravedad según la valoración realizada con el dispositivo THERA-TRAINER BALANCE.

Thermal aspects of satellite downscaling

The strong trend toward nanosatellites creates new challenges in terms of thermal balance control. The thermal balance of a satellite is determined by the heat dissipation in its subsystems and by the thermal connections between them. As satellites become smaller, heat dissipation in their subsystems tends to decrease and thermal connectivity scales down with dimension. However, these two terms do not necessarily scale in the same way, and so the thermal balance may alter and the temperature of subsystems may reach undesired levels. This paper focuses on low-Earth-orbit satellites. We constructed a generalized lumped thermal model that combines a generalized low-Earth-orbit satellite configuration with scaling trends in subsystem heat dissipation and thermal connectivity. Using satellite mass as a scaling parameter, we show that subsystems do not become thermally critical by scaling mass alone.

New methods to quantify NH3 volatilization from fertilized surface soil with urea

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

Equilíbrio dinâmico em idosos com doença de Parkinson

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)