Wearable soft robotic device for post-stroke shoulder rehabilitation: identifying misalignments

Stroke is the leading cause of long-term disability in the United States, affecting over 795,000 people annually. In order to regain motor function of the upper body, patients are usually treated by regular sessions with a dedicated physical therapist. A cost-effective wearable upper body orthotics system that can be used at home to empower both the patients and physical therapists is described. The system is composed of a thin, compliant, lightweight, cost-effective soft orthotic device with an integrated cable actuation system that is worn over the upper body, an embedded limb position sensing system, an electric actuator package and controller. The proposed device is robust to misalignments that may occur during actuation of the compliant brace or when putting on the system. Through simulations and experimental evaluation, it was demonstrated i) that the soft orthotic cable-driven shoulder brace can be successfully actuated without the production of off-axis torques in the presence of misalignments and ii) that the proposed model can identify linear and angular misalignments online.

An automatic critical care urine meter

Nowadays patients admitted to critical care units have most of their physiological parameters measured automatically by sophisticated commercial monitoring devices. More often than not, these devices supervise whether the values of the parameters they measure lie within a pre-established range, and issue warning of deviations from this range by triggering alarms. The automation of measuring and supervising tasks not only discharges the healthcare staff of a considerable workload but also avoids human errors in these repetitive and monotonous tasks. Arguably, the most relevant physiological parameter that is still measured and supervised manually by critical care unit staff is urine output (UO). In this paper we present a patent-pending device that provides continuous and accurate measurements of patient’s UO. The device uses capacitive sensors to take continuous measurements of the height of the column of liquid accumulated in two chambers that make up a plastic container. The first chamber, where the urine inputs, has a small volume. Once it has been filled it overflows into a second bigger chamber. The first chamber provides accurate UO measures of patients whose UO has to be closely supervised, while the second one avoids the need for frequent interventions by the nursing staff to empty the container

Mejoras en el procesamiento de imágenes de TC para el tratamiento con radioterapia adaptativa del cáncer de próstata

El cáncer de próstata es el tipo de cáncer con mayor prevalencia entre los hombres del mundo occidental y, pese a tener una alta tasa de supervivencia relativa, es la segunda mayor causa de muerte por cáncer en este sector de la población. El tratamiento de elección frente al cáncer de próstata es, en la mayoría de los casos, la radioterapia externa. Las técnicas más modernas de radioterapia externa, como la radioterapia modulada en intensidad, permiten incrementar la dosis en el tumor mientras se reduce la dosis en el tejido sano. Sin embargo, la localización del volumen objetivo varía con el día de tratamiento, y se requieren movimientos muy pequeños de los órganos para sacar partes del volumen objetivo fuera de la región terapéutica, o para introducir tejidos sanos críticos dentro. Para evitar esto se han desarrollado técnicas más avanzadas, como la radioterapia guiada por imagen, que se define por un manejo más preciso de los movimientos internos mediante una adaptación de la planificación del tratamiento basada en la información anatómica obtenida de imágenes de tomografía computarizada (TC) previas a la sesión terapéutica. Además, la radioterapia adaptativa añade la información dosimétrica de las fracciones previas a la información anatómica. Uno de los fundamentos de la radioterapia adaptativa es el registro deformable de imágenes, de gran utilidad a la hora de modelar los desplazamientos y deformaciones de los órganos internos. Sin embargo, su utilización conlleva nuevos retos científico-tecnológicos en el procesamiento de imágenes, principalmente asociados a la variabilidad de los órganos, tanto en localización como en apariencia. El objetivo de esta tesis doctoral es mejorar los procesos clínicos de delineación automática de contornos y de cálculo de dosis acumulada para la planificación y monitorización de tratamientos con radioterapia adaptativa, a partir de nuevos métodos de procesamiento de imágenes de TC (1) en presencia de contrastes variables, y (2) cambios de apariencia del recto. Además, se pretende (3) proveer de herramientas para la evaluación de la calidad de los contornos obtenidos en el caso del gross tumor volumen (GTV). Las principales contribuciones de esta tesis doctoral son las siguientes: _ 1. La adaptación, implementación y evaluación de un algoritmo de registro basado en el flujo óptico de la fase de la imagen como herramienta para el cálculo de transformaciones no-rígidas en presencia de cambios de intensidad, y su aplicabilidad a tratamientos de radioterapia adaptativa en cáncer de próstata con uso de agentes de contraste radiológico. Los resultados demuestran que el algoritmo seleccionado presenta mejores resultados cualitativos en presencia de contraste radiológico en la vejiga, y no distorsiona la imagen forzando deformaciones poco realistas. 2. La definición, desarrollo y validación de un nuevo método de enmascaramiento de los contenidos del recto (MER), y la evaluación de su influencia en el procedimiento de radioterapia adaptativa en cáncer de próstata. Las segmentaciones obtenidas mediante el MER para la creación de máscaras homogéneas en las imágenes de sesión permiten mejorar sensiblemente los resultados de los algoritmos de registro en la región rectal. Así, el uso de la metodología propuesta incrementa el índice de volumen solapado entre los contornos manuales y automáticos del recto hasta un valor del 89%, cercano a los resultados obtenidos usando máscaras manuales para el registro de las dos imágenes. De esta manera se pueden corregir tanto el cálculo de los nuevos contornos como el cálculo de la dosis acumulada. 3. La definición de una metodología de evaluación de la calidad de los contornos del GTV, que permite la representación de la distribución espacial del error, adaptándola a volúmenes no-convexos como el formado por la próstata y las vesículas seminales. Dicha metodología de evaluación, basada en un nuevo algoritmo de reconstrucción tridimensional y una nueva métrica de cuantificación, presenta resultados precisos con una gran resolución espacial en un tiempo despreciable frente al tiempo de registro. Esta nueva metodología puede ser una herramienta útil para la comparación de distintos algoritmos de registro deformable orientados a la radioterapia adaptativa en cáncer de próstata. En conclusión, el trabajo realizado en esta tesis doctoral corrobora las hipótesis de investigación postuladas, y pretende servir como cimiento de futuros avances en el procesamiento de imagen médica en los tratamientos de radioterapia adaptativa en cáncer de próstata. Asimismo, se siguen abriendo nuevas líneas de aplicación futura de métodos de procesamiento de imágenes médicas con el fin de mejorar los procesos de radioterapia adaptativa en presencia de cambios de apariencia de los órganos, e incrementar la seguridad del paciente. I.2 Inglés Prostate cancer is the most prevalent cancer amongst men in the Western world and, despite having a relatively high survival rate, is the second leading cause of cancer death in this sector of the population. The treatment of choice against prostate cancer is, in most cases, external beam radiation therapy. The most modern techniques of external radiotherapy, as intensity modulated radiotherapy, allow increasing the dose to the tumor whilst reducing the dose to healthy tissue. However, the location of the target volume varies with the day of treatment, and very small movements of the organs are required to pull out parts of the target volume outside the therapeutic region, or to introduce critical healthy tissues inside. Advanced techniques, such as the image-guided radiotherapy (IGRT), have been developed to avoid this. IGRT is defined by more precise handling of internal movements by adapting treatment planning based on the anatomical information obtained from computed tomography (CT) images prior to the therapy session. Moreover, the adaptive radiotherapy adds dosimetric information of previous fractions to the anatomical information. One of the fundamentals of adaptive radiotherapy is deformable image registration, very useful when modeling the displacements and deformations of the internal organs. However, its use brings new scientific and technological challenges in image processing, mainly associated to the variability of the organs, both in location and appearance. The aim of this thesis is to improve clinical processes of automatic contour delineation and cumulative dose calculation for planning and monitoring of adaptive radiotherapy treatments, based on new methods of CT image processing (1) in the presence of varying contrasts, and (2) rectum appearance changes. It also aims (3) to provide tools for assessing the quality of contours obtained in the case of gross tumor volume (GTV). The main contributions of this PhD thesis are as follows: 1. The adaptation, implementation and evaluation of a registration algorithm based on the optical flow of the image phase as a tool for the calculation of non-rigid transformations in the presence of intensity changes, and its applicability to adaptive radiotherapy treatment in prostate cancer with use of radiological contrast agents. The results demonstrate that the selected algorithm shows better qualitative results in the presence of radiological contrast agents in the urinary bladder, and does not distort the image forcing unrealistic deformations. 2. The definition, development and validation of a new method for masking the contents of the rectum (MER, Spanish acronym), and assessing their impact on the process of adaptive radiotherapy in prostate cancer. The segmentations obtained by the MER for the creation of homogenous masks in the session CT images can improve significantly the results of registration algorithms in the rectal region. Thus, the use of the proposed methodology increases the volume overlap index between manual and automatic contours of the rectum to a value of 89%, close to the results obtained using manual masks for both images. In this way, both the calculation of new contours and the calculation of the accumulated dose can be corrected. 3. The definition of a methodology for assessing the quality of the contours of the GTV, which allows the representation of the spatial distribution of the error, adapting it to non-convex volumes such as that formed by the prostate and seminal vesicles. Said evaluation methodology, based on a new three-dimensional reconstruction algorithm and a new quantification metric, presents accurate results with high spatial resolution in a time negligible compared to the registration time. This new approach may be a useful tool to compare different deformable registration algorithms oriented to adaptive radiotherapy in prostate cancer In conclusion, this PhD thesis corroborates the postulated research hypotheses, and is intended to serve as a foundation for future advances in medical image processing in adaptive radiotherapy treatment in prostate cancer. In addition, it opens new future applications for medical image processing methods aimed at improving the adaptive radiotherapy processes in the presence of organ’s appearance changes, and increase the patient safety.

PREDIRCAM eHealth platform for individualized telemedical assistance for lifestyle modification in the treatment of obesity, diabetes, and cardiometabolic risk prevention: a pilot study (PREDIRCAM 1)

Background: Healthy diet and regular physical activity are powerful tools in reducing diabetes and cardiometabolic risk. Various international scientific and health organizations have advocated the use of new technologies to solve these problems. The PREDIRCAM project explores the contribution that a technological system could offer for the continuous monitoring of lifestyle habits and individualized treatment of obesity as well as cardiometabolic risk prevention. Methods: PREDIRCAM is a technological platform for patients and professionals designed to improve the effectiveness of lifestyle behavior modifications through the intensive use of the latest information and communication technologies. The platform consists of a web-based application providing communication interface with monitoring devices of physiological variables, application for monitoring dietary intake, ad hoc electronic medical records, different communication channels, and an intelligent notification system. A 2-week feasibility study was conducted in 15 volunteers to assess the viability of the platform. Results: The website received 244 visits (average time/session: 17 min 45 s). A total of 435 dietary intakes were recorded (average time for each intake registration, 4 min 42 s ± 2 min 30 s), 59 exercises were recorded in 20 heart rate monitor downloads, 43 topics were discussed through a forum, and 11 of the 15 volunteers expressed a favorable opinion toward the platform. Food intake recording was reported as the most laborious task. Ten of the volunteers considered long-term use of the platform to be feasible. Conclusions: The PREDIRCAM platform is technically ready for clinical evaluation. Training is required to use the platform and, in particular, for registration of dietary food intake.

DIMETER: a haptic master device for tremor diagnosis in neurodegenerative diseases

In this study, a device based on patient motion capture is developed for the reliable and non-invasive diagnosis of neurodegenerative diseases. The primary objective of this study is the classification of differential diagnosis between Parkinson's disease (PD) and essential tremor (ET). The DIMETER system has been used in the diagnoses of a significant number of patients at two medical centers in Spain. Research studies on classification have primarily focused on the use of well-known and reliable diagnosis criteria developed by qualified personnel. Here, we first present a literature review of the methods used to detect and evaluate tremor; then, we describe the DIMETER device in terms of the software and hardware used and the battery of tests developed to obtain the best diagnoses. All of the tests are classified and described in terms of the characteristics of the data obtained. A list of parameters obtained from the tests is provided, and the results obtained using multilayer perceptron (MLP) neural networks are presented and analyzed.

Optimización de recursos y calidad de servicio en las consultas de urgencias de un centro de atención primaria

Los servicios de urgencia hospitalarios reciben una proporción no despreciable de pacientes que deberían haber sido atendidos en los servicios de atención primaria. Planificar los servicios de urgencias de atención primaria para que mejoren su calidad y sean atrayentes para los pacientes puede descongestionar las urgencias hospitalarias, incidiendo de manera integral en todo el servicio de urgencias sanitario. El tiempo de espera reducido es el principal factor que los usuarios identifican con la calidad del servicio. En este artículo se analiza el problema desde un punto de vista matemático e informático, diseñando un software que permite obtener la asignación de facultativos a un servicio de urgencias de atención primaria, cumpliendo el objetivo de no sobrepasar un tiempo de espera prefijado optimizando, además, el consumo de recursos

Aplicação informática para registo clínico e base de dados em clínica equina

A vertente clínica em Medicina Veterinária engloba uma grande variedade de componentes. Um deles é o registo do historial clínico dos animais. O registo em suporte de papel é o método tradicional e usado pela maior parte dos clínicos. A ausência de um método mais completo, rápido, seguro e eficaz torna-se um factor limitante na organização da clínica do dia-a-dia. Com este trabalho pretendeu-se suprir essa ausência criando uma ferramenta que possibilitasse registar o histórico clínico, complementando-se com uma base de dados informativa na área da Medicina de Equinos. As dificuldades mais evidentes que surgem no método tradicional em suporte de papel são a falta de uniformidade entre fichas e entre diferentes clínicos, seja na estrutura ou na caligrafia. Sendo abolidas com a aplicação desta ferramenta, demonstrou-se que o trabalho pode ficar mais organizado e simples de processar, facilitando a compreensão e obtenção de dados a si relativos a todos os que nele estão envolvidos. Seja para Médicos Veterinários recém-formados ou com larga experiência, esta ferramenta provou ser bastante útil, aproveitando o potencial dos meios informáticos e das ferramentas multimédia, em prol da melhoria qualitativa e inovação do serviço por si prestados.

Usabilitat d'una aplicació informàtica dins el sector del programari mèdic

L'objectiu principal d'aquest treball de final de carrera és estudiar la usabilitat en el programari en general i específicament quina relació té amb el programari mèdic.

Desenvolupament d'una plataforma informàtica per al tractament, manipulació i visualització de dades cardíaques

El processament de dades cardíaques és, sinó el que més, un dels més complexes de tractar.El problema principal és que a diferència d’altres parts de l’organisme, el cor del pacientestà en moviment continu. Aquest moviment queda representat en les imatges generadespels aparells de captació en forma de soroll. Aquest soroll no només dificulta la detecció deles patologies per part dels cardiòlegs i els especialistes sinó que també en moltes ocasionslimita l’aplicació de certes tècniques i mètodes. Així per exemple, l’aplicació de mètodes devisualització 3D (mètodes que permeten generar una representació 3D d’un òrgan) quepoden aplicar-se fàcilment en visualització de dades del cervell no són aplicables sobredades de cor. El Grup d’Informàtica Gràfica de la Universitat de Girona, juntament amb l’Institut deDiagnòstic per la Imatge (IDI) de l'hospital Dr. Josep Trueta, està col·laborant en eldesenvolupament de noves eines informàtiques que donin suport al diagnòstic. Una de lesprioritats actuals de l'IDI és el tractament de malalties cardíaques. Es disposa d’unaplataforma anomenada Starviewer que integra les operacions bàsiques de manipulació ivisualització de dades mèdiques. L’objectiu d’aquest projecte és el de desenvolupar i integrar en la plataforma Starviewer elsmòduls necessaris per poder tractar, manipular i visualitzar dades cardíaques provinents deressònancies magnètiques

Disseny i implementació d'una aplicació web per a la gestió de la medicina laboral

Aquest treball tracta d'una aplicació web per gestionar la part de medicina en empreses de prevenció de riscos laborals.

Análise das citações das dissertações de mestrado e teses de doutorado em saúde pública (1990-1994): estudo exploratório

Parte de análise de dissertações de mestrado e teses de doutorado defendidas, de 1990 a 1994, nos cursos de pós-graduação em saúde pública da Escola Nacional de Saúde Pública da Fundação Oswaldo Cruz (ENSP/Fiocruz), Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo (FSP/USP) e Instituto de Medicina Social da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (IMS/UERJ), visando a detectar aspectos referentes às características dos documentos citados, como subsídios para estabelecimento de indicadores necessários à avaliação da produção científica brasileira no campo da saúde pública. O conjunto das citações amostradas (6 019) de 266 dissertações de mestrado e 84 teses de doutorado revelou que os artigos de periódicos contribuíram com maior número de citações (46,7%); o percentual de livros foi mais representativo para as teses de doutorado; a maior concentração dos documentos citados encontra-se no conjunto publicado de 6 a 10 anos da defesa da dissertação/tese; o idioma português predominou nas citações (49,3%) e o inglês para os artigos de periódicos; os alunos valeram-se mais de dissertações/teses de outras instituições do que das escolas que freqüentaram.

Temática das dissertações e teses em ciência da informação no Programa de Pós-Graduação em Ciências da Comunicação da USP

Estudo de natureza descritiva cujo objetivo foi traçar um panorama temático das dissertações de mestrado e teses de doutorado apresentadas ao Programa de Pós-graduação em Ciências da Comunicação Área de concentração: Ciência da Informação e Documentação da Escola de Comunicações e Artes da Universidade de São Paulo, no período de 1979 a 2002. O universo de estudo constituiu-se de 114 documentos (75 dissertações de mestrado e 39 teses de doutorado). As variáveis da produção analisada referiram-se à distribuição temporal, temáticas abordadas e sua relação com as linhas de pesquisa departamentais. As dissertações/teses foram agrupadas nas categorias da Lista de Cabeçalho de Assunto adotada pelo Library and Information Science Abstracts (LISA). Observou-se que a produção discente da pós-graduação manteve-se estável no período, com tendência a aumentar. Na análise temática, as categorias 19.0 Other Fringe Subjects [Outros Assuntos Correlatos] e 12.0 Bibliographc Records [Registro Bibliográfico] foram as mais abordadas, detendo respectivamente, 22,81% e 15,54% da produção. Foram identificados como temas de maior interesse para a elaboração dos trabalhos: ação cultural, sistemas e linguagens de indexação, materiais em C&T e medicina, bibliotecas públicas e meios de comunicação de massa. Contatou-se que as temáticas abordadas na produção refletem as características da área de concentração e das linhas de pesquisa.

Análise do perfil dos egressos do Programa de Pós-Graduação em Medicina (Radiologia) da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro

OBJETIVO: Identificar o perfil dos alunos e as motivações que os levaram a cursar o Programa de Pós-Graduação em Medicina (Radiologia) da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro, bem como avaliar a produção científica, quantitativa e qualitativamente. MATERIAIS E MÉTODOS: Foi enviado questionário contendo perguntas abertas e fechadas a 183 ex-alunos. Responderam 148 egressos. Avaliaram-se expectativas, destino profissional e produção científica. RESULTADOS: O aprimoramento técnico-científico (39,08%) e a evolução na carreira docente (26,82%) foram os aspectos que mais motivaram os egressos a cursar a pós-graduação. As mudanças decorrentes da finalização do curso foram: melhor conhecimento técnico (33,33%) e maior confiança no desempenho de suas funções (17,83%). Verificou-se que 60,42% estão atuando em instituições de ensino superior e 39,58% não, e que 84,93% dos artigos científicos sobre os temas das teses/dissertações foram publicados. CONCLUSÃO: O curso tem cumprido os requisitos essenciais para a formação de pesquisadores e docentes. Identificou-se a necessidade de atuação mais efetiva dos docentes do programa e de modificações curriculares, inserindo-se uma disciplina dedicada à elaboração de trabalhos científicos.

Perfil das dissertações e teses brasileiras acerca do trauma: uma pesquisa documental

OBJETIVO: Caracterizar as dissertações e teses disponíveis no Banco de Teses da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) que versam sobre a traumatologia. MÉTODOS: Trata-se de uma pesquisa documental sobre a caracterização das dissertações e teses brasileiras que versam sobre a traumatologia, disponíveis no Banco de Teses da CAPES. A coleta de dados foi realizada no mês de março do ano de 2012, por mestrandos e doutores segundo protocolo de pesquisa. RESULTADOS: Foram analisadas 411 dissertações e teses acerca do trauma. Elucidaram-se considerações acerca dos seguintes aspectos dos estudos selecionados: nível acadêmico, local de desenvolvimento, formação do autor, desenho metodológico, temática e tipo de trauma. CONCLUSÃO: O quantitativo significante de estudos analisados revela a importância do trauma no cenário atual, a expansão dos programas de pós-graduação e a sintonia dos pesquisadores com a temática que aflige de maneira preocupante a epidemiologia nacional e internacional.

Ante - Proyecto : creación de la Maestría en Informática Médica en la U.A.N.L.

UANL