Effects of microcurrents and physical exercise on the abdominal fat in patients with coronary artery disease

Introduction Coronary artery disease is associated with decreased levels of physical activity, contributing to increases in abdominal fat and consequently increasing metabolic risk. The innovative use of microcurrents may be an effective method to increase the lipolytic rate of abdominal adipocytes. This study aimed to investigate the effects of utilizing microcurrents in a home-based exercise program in subjects with coronary artery disease to assess changes in total, subcutaneous and visceral abdominal adipose tissue. Methods This controlled trial included 44 subjects with myocardial infarction, randomly divided into Intervention Group 1 (IG1; n = 16), Intervention Group 2 (IG2; n = 12) and Control Group (CG; n = 16). IG1 performed a specific exercise program at home during 8 weeks, and IG2 additionally used microcurrents on the abdominal region before the exercise program. All groups were given health education sessions. Computed tomography was used to evaluate abdominal, subcutaneous and visceral fat, accelerometers to measure habitual physical activity and the semi-quantitative food frequency questionnaire for dietary intake. Results After 8 weeks, IG2 showed a significantly decrease in subcutaneous fat (p ≤ 0.05) when compared to CG. Concerning visceral fat, both intervention groups showed a significant decrease in comparison to the CG (p ≤ 0.05). No significant changes were found between groups on dietary intake and habitual physical activity, except for sedentary activity that decreased significantly for IG2 in comparison with CG (p ≤ 0.05). Conclusion This specific home-based exercise program using microcurrent therapy for individuals with coronary artery disease showed improvements in visceral and subcutaneous abdominal fat.

Atividade física e Saúde Pública : políticas e estratégias de ação intersectorial na promoção de health-enhancing physical activity (HEPA) em Portugal

RESUMO - INTRODUÇÃO: A promoção de health-enhancing physical activity (HEPA), entendida como atividade física para a saúde, revela-se um dos aspectos fulcrais do trabalho de ação intersectorial da saúde pública e um dos principais desafios atuais no combate a esta pandemia da inatividade física de consequências na saúde, económicas, ambientais e sociais. A inatividade física está identificada como sendo um dos fatores de risco que contribui largamente para a mortalidade global. Análises às abordagens políticas de promoção da atividade física para a saúde são importantes instrumentos de sistematização da informação relacionada com o estudo deste problema. OBJETIVOS: É objetivo deste estudo analisar políticas e estratégias de ação intersectorial na promoção da atividade física para a saúde em Portugal. Em específico, elencar e analisar: 1) principais políticas e estratégias atuais dos diferentes sectores; 2) consideração de qual é o papel do sector da saúde no assunto; 3) fatores-chave e critérios de sucesso para a implementação de políticas de promoção de HEPA. METODOLOGIA: Estudo qualitativo, descritivo e transversal, por meio de entrevistas semiestruturadas e abertas pelos sectores da saúde, educação, desporto, transportes/planeamento urbano e ação social; análise documental, relativamente aos últimos 3 anos, com análise de conteúdo quanto aos critérios de sucesso presentes. RESULTADOS: Foram encontradas várias categorias nas dimensões macroambiente, microambiente e individual dos determinantes da atividade física no trabalho dos diferentes sectores; o sector da saúde não foi habitualmente considerado como devendo proporcionar administração para a ação intersectorial neste domínio; foram identificados os critérios: com menor expressão no material analisado, aos quais é atribuída maior importância e aqueles com menor aplicabilidade nos documentos analisados. CONCLUSÕES: Não podemos afirmar que exista uma abordagem política/estratégica integrada de abrangência nacional, operacional, no que respeita à promoção da atividade física para a saúde. São limitadas as conclusões pelas características inerentes ao tipo de estudo desenhado, no entanto, pensamos ter contribuído para descrever as principais políticas e estratégias de ação intersectorial na promoção de HEPA em Portugal. Estudos mais abrangentes em termos de níveis de governação, sectores envolvidos e período temporal deverão ser desenvolvidos de forma a potenciar o desenvolvimento da atividade física e saúde pública.

Opinions and attitudes of a sample of Swiss physicians about physical activity promotion in a primary care setting

Little is known about the opinions, beliefs and behavior of Swiss physicians regarding physical activity (PA) promotion in a primary care setting. A qualitative study was performed with semi-structured interviews. We purposively recruited and interviewed 16 physicians in the French speaking part of Switzerland. Their statements and ideas regarding the promotion of PA in a primary care setting were transcribed and synthesized from the tape recorded interviews. Les opinions, les représentations et les comportements des médecins suisses en matière de promotion de l'activité physique au cabinet médical restent largement méconnus en Suisse. Une étude qualitative a été réalisée au moyen d'entretiens semi-structurés. Nous avons intentionnellement recruté et interviewé 16 médecins en Suisse romande. Leurs opinions et attitudes concernant la promotion de l'activité physique au cabinet médical ont été transcrites et synthétisées à partir de l'enregistrement de ces entretiens.

Flexible Multibody Simulation Approach in the Dynamic Analysis of Bone Strains Activity

The objective of this study is to show that bone strains due to dynamic mechanical loading during physical activity can be analysed using the flexible multibody simulation approach. Strains within the bone tissue play a major role in bone (re)modeling. Based on previous studies, it has been shown that dynamic loading seems to be more important for bone (re)modeling than static loading. The finite element method has been used previously to assess bone strains. However, the finite element method may be limited to static analysis of bone strains due to the expensive computation required for dynamic analysis, especially for a biomechanical system consisting of several bodies. Further, in vivo implementation of strain gauges on the surfaces of bone has been used previously in order to quantify the mechanical loading environment of the skeleton. However, in vivo strain measurement requires invasive methodology, which is challenging and limited to certain regions of superficial bones only, such as the anterior surface of the tibia. In this study, an alternative numerical approach to analyzing in vivo strains, based on the flexible multibody simulation approach, is proposed. In order to investigate the reliability of the proposed approach, three 3-dimensional musculoskeletal models where the right tibia is assumed to be flexible, are used as demonstration examples. The models are employed in a forward dynamics simulation in order to predict the tibial strains during walking on a level exercise. The flexible tibial model is developed using the actual geometry of the subject’s tibia, which is obtained from 3 dimensional reconstruction of Magnetic Resonance Images. Inverse dynamics simulation based on motion capture data obtained from walking at a constant velocity is used to calculate the desired contraction trajectory for each muscle. In the forward dynamics simulation, a proportional derivative servo controller is used to calculate each muscle force required to reproduce the motion, based on the desired muscle contraction trajectory obtained from the inverse dynamics simulation. Experimental measurements are used to verify the models and check the accuracy of the models in replicating the realistic mechanical loading environment measured from the walking test. The predicted strain results by the models show consistency with literature-based in vivo strain measurements. In conclusion, the non-invasive flexible multibody simulation approach may be used as a surrogate for experimental bone strain measurement, and thus be of use in detailed strain estimation of bones in different applications. Consequently, the information obtained from the present approach might be useful in clinical applications, including optimizing implant design and devising exercises to prevent bone fragility, accelerate fracture healing and reduce osteoporotic bone loss.

Exploring the experiences of youth in a development program with integrated physical activity in Costa Rica

National governments, the United Nations, and other organizations have deemed sport and other means of physical activity such as recreation, games and play for development a useful means for addressing a wide range of problems in communities and more specifically, providing youth with an opportunity to experience the benefits of physical activity. There is a need for research that furthers our understanding of how participants experience these programs. Specifically, the purpose of this study, was to better understand the lived experiences of the participants in a YMCA camp program that integrated physical activity and play for the specific development of poor youth street workers. A phenomenological approach infonned by a critical perspective (Creswell, 2003; Rossman & Rallis, 2003) was used. The study took place through the Asociaci6n Cristiana de J6venes de Costa Rica (ACJ) in Central America. The focus was on a camp program and the lived experiences of six purposefully chosen, youth street workers between the ages of 13-17. Their experiences were explored through semi-structured interviews. Other data that fonn the study include: field notes, observations, a reflexive journal and document analysis. The findings that emerged from the data include main themes of relationships, poverty, personal change and empowennent. For many youth, the ACJ is a relatively safe place to play, to "detach," their minds, to "distract" and "disorient" themselves from their dysfunctional families, violent neighbourhood, the poverty they live in, and from the necessity of having to work in the street to supplement the family income. Although many studies have shown that programs that include physical activity, play and/or sport have a positive impact on youth with regard to healthy development and improvements in well-being, there has been little work done to address the voices and experiences of the youth that participate in these programs. Using an interpretive-critical approach, this study focused on the participants' personal backgrounds, their experiences within the program and their critical reflections on the program. This study draws from a phenomenological philosophy and method to report findings from participants in an ACJ program in Costa Rica. This research shows how these youth were given the opportunity to use the program and the ACJ property as a relatively safe place to play, to behave like the youth they are, to establish and maintain their friendship networks, and develop empathy and conflict resolution skills. The fmdings from this study reveal how by participating in the ACJ program they each described a personal change, wherein they felt empowered to learn they could positivel y control themselves and as a result positively affect their own futures. These fmdings contribute knowledge surrounding the lived experiences of youth in developmental programs that use physical activity.

Overcoming victim behaviour through physical education

This study presents infonnation gathered during personal interviews in which participants were asked how they, as physical educators, might possibly assist the victim of bullying through their programs. The research is a qualitative study, using an inductive approach. Five participants were chosen, based on convenience sampling, with semi-structured interviews which were audio recorded. The theoretical research found that the most stable characteristics of victimized boys were lack of strength and lack of physical fitness. This suggested that Physical Education class might be the best place in which to empower victimized students to reduce their own victimization by addressing these areas of strength and fitness. From the interviews it became clear that, while these educators showed a willingness to help bullying victims through their programs, their adherence to a Physical Education model based primarily on elitism, as opposed to individual fitness, would make it difficult for them to do so effectively.

Understanding the Integration of Living Skills Through the Context of Health and Physical Education: A Case Study of Educators’ Experiences

The research presented is a qualitative case study of educators’ experiences in integrating living skills in the context of health and physical education (HPE). In using semi-structured interviews the study investigated HPE educators’ experiences and revealed their insights relative to three major themes; professional practice, challenges and support systems. Professional practice experiences detailed the use of progressive lesson planning, reflective and engaging activities, explicit student centered pedagogy as well as holistic teaching philosophies. Even further, the limited knowledge and awareness of living skills, conflicting teaching philosophies, competitive environments between subject areas and lack of time and accessibility were four major challenges that emerged throughout the data. Major supportive roles for HPE educators in the integration process included other educators, consultants, school administration, public health, parents, community programs and professional organizations. The study provides valuable discussion and suggestions for improvement of pedagogical practices in teaching living skills in the HPE setting.

Etudes ab initio des effets de la température sur le spectre optique des semi-conducteurs

Thèse réalisée en cotutelle avec l'Université Catholique de Louvain (Belgique)

Implémentation de la répartition de charge et du mode TOT pour la simulation d’un détecteur Timepix à pixels

Les détecteurs à pixels Medipix ont été développés par la collaboration Medipix et permettent de faire de l'imagerie en temps réel. Leur surface active de près de $2\cm^2$ est divisée en 65536~pixels de $55\times 55\um^2$ chacun. Seize de ces détecteurs, les Medipix2, sont installés dans l'expérience ATLAS au CERN afin de mesurer en temps réel les champs de radiation produits par les collisions de hadrons au LHC. Ils seront prochainement remplacés par des Timepix, la plus récente version de ces détecteurs, qui permettent de mesurer directement l'énergie déposée dans chaque pixel en mode \textit{time-over-threshold} (TOT) lors du passage d'une particule dans le semi-conducteur. En vue d'améliorer l'analyse des données recueillies avec ces détecteurs Timepix dans ATLAS, un projet de simulation Geant4 a été amorcé par John Id\'{a}rraga à l'Université de Montréal. Dans le cadre de l'expérience ATLAS, cette simulation pourra être utilisée conjointement avec Athena, le programme d'analyse d'ATLAS, et la simulation complète du détecteur ATLAS. Sous l'effet de leur propre répulsion, les porteurs de charge créés dans le semi-conducteur sont diffusés vers les pixels adjacents causant un dépôt d'énergie dans plusieurs pixels sous l'effet du partage de charges. Un modèle effectif de cette diffusion latérale a été développé pour reproduire ce phénomène sans résoudre d'équation différentielle de transport de charge. Ce modèle, ainsi que le mode TOT du Timepix, qui permet de mesurer l'énergie déposée dans le détecteur, ont été inclus dans la simulation afin de reproduire adéquatement les traces laissées par les particules dans le semi-conducteur. On a d'abord étalonné le détecteur pixel par pixel à l'aide d'une source de $\Am$ et de $\Ba$. Ensuite, on a validé la simulation à l'aide de mesures d'interactions de protons et de particules $\alpha$ produits au générateur Tandem van de Graaff du Laboratoire René-J.-A.-Lévesque de l'Université de Montréal.

Rendu de matériaux semi-transparents hétérogènes en temps réel

On retrouve dans la nature un nombre impressionnant de matériaux semi-transparents tels le marbre, le jade ou la peau, ainsi que plusieurs liquides comme le lait ou les jus. Que ce soit pour le domaine cinématographique ou le divertissement interactif, l'intérêt d'obtenir une image de synthèse de ce type de matériau demeure toujours très important. Bien que plusieurs méthodes arrivent à simuler la diffusion de la lumière de manière convaincante a l'intérieur de matériaux semi-transparents, peu d'entre elles y arrivent de manière interactive. Ce mémoire présente une nouvelle méthode de diffusion de la lumière à l'intérieur d'objets semi-transparents hétérogènes en temps réel. Le coeur de la méthode repose sur une discrétisation du modèle géométrique sous forme de voxels, ceux-ci étant utilisés comme simplification du domaine de diffusion. Notre technique repose sur la résolution de l'équation de diffusion à l'aide de méthodes itératives permettant d'obtenir une simulation rapide et efficace. Notre méthode se démarque principalement par son exécution complètement dynamique ne nécessitant aucun pré-calcul et permettant une déformation complète de la géométrie.

New simulation schemes for the Heston model

Les titres financiers sont souvent modélisés par des équations différentielles stochastiques (ÉDS). Ces équations peuvent décrire le comportement de l'actif, et aussi parfois certains paramètres du modèle. Par exemple, le modèle de Heston (1993), qui s'inscrit dans la catégorie des modèles à volatilité stochastique, décrit le comportement de l'actif et de la variance de ce dernier. Le modèle de Heston est très intéressant puisqu'il admet des formules semi-analytiques pour certains produits dérivés, ainsi qu'un certain réalisme. Cependant, la plupart des algorithmes de simulation pour ce modèle font face à quelques problèmes lorsque la condition de Feller (1951) n'est pas respectée. Dans ce mémoire, nous introduisons trois nouveaux algorithmes de simulation pour le modèle de Heston. Ces nouveaux algorithmes visent à accélérer le célèbre algorithme de Broadie et Kaya (2006); pour ce faire, nous utiliserons, entre autres, des méthodes de Monte Carlo par chaînes de Markov (MCMC) et des approximations. Dans le premier algorithme, nous modifions la seconde étape de la méthode de Broadie et Kaya afin de l'accélérer. Alors, au lieu d'utiliser la méthode de Newton du second ordre et l'approche d'inversion, nous utilisons l'algorithme de Metropolis-Hastings (voir Hastings (1970)). Le second algorithme est une amélioration du premier. Au lieu d'utiliser la vraie densité de la variance intégrée, nous utilisons l'approximation de Smith (2007). Cette amélioration diminue la dimension de l'équation caractéristique et accélère l'algorithme. Notre dernier algorithme n'est pas basé sur une méthode MCMC. Cependant, nous essayons toujours d'accélérer la seconde étape de la méthode de Broadie et Kaya (2006). Afin de réussir ceci, nous utilisons une variable aléatoire gamma dont les moments sont appariés à la vraie variable aléatoire de la variance intégrée par rapport au temps. Selon Stewart et al. (2007), il est possible d'approximer une convolution de variables aléatoires gamma (qui ressemble beaucoup à la représentation donnée par Glasserman et Kim (2008) si le pas de temps est petit) par une simple variable aléatoire gamma.

Construction interactive de BRDFs par simulation 2D de micro-géométries en couches multiples

Les modèles de réflexion complexes, avec leurs nombreux paramètres dont certains restent non intuitifs, sont difficiles à contrôler pour obtenir une apparence désirée. De plus, même si un artiste peut plus aisément comprendre la forme de la micro-géométrie d'une surface, sa modélisation en 3D et sa simulation en 4D demeurent extrêmement fastidieuses et coûteuses en mémoire. Nous proposons une solution intermédiaire, où l'artiste représente en 2D une coupe dans un matériau, en dessinant une micro-géométrie de surface en multi-couches. Une simulation efficace par lancer de rayons en seulement 2D capture les distributions de lumière affectées par les micro-géométries. La déviation hors-plan est calculée automatiquement de façon probabiliste en fonction de la normale au point d'intersection et de la direction du rayon incident. Il en résulte des BRDFs isotropes complètes et complexes, simulées à des vitesses interactives, et permettant ainsi une édition interactive de l'apparence de réflectances riches et variées.

L’impact d’une simulation sur des dispositifs mobiles et en situation de collaboration sur la compréhension de l’effet photoélectrique au niveau collégial

L’innovation pédagogique pour elle-même s’avère parfois discutable, mais elle se justifie quand les enseignants se heurtent aux difficultés d’apprentissage de leurs étudiants. En particulier, certaines notions de physique sont réputées difficiles à appréhender par les étudiants, comme c’est le cas pour l’effet photoélectrique qui n’est pas souvent compris par les étudiants au niveau collégial. Cette recherche tente de déterminer si, dans le cadre d’un cours de physique, la simulation de l’effet photoélectrique et l’utilisation des dispositifs mobiles et en situation de collaboration favorisent une évolution des conceptions des étudiants au sujet de la lumière. Nous avons ainsi procédé à l’élaboration d’un scénario d’apprentissage collaboratif intégrant une simulation de l’effet photoélectrique sur un ordinateur de poche. La conception du scénario a d’abord été influencée par notre vision socioconstructiviste de l’apprentissage. Nous avons effectué deux études préliminaires afin de compléter notre scénario d’apprentissage et valider la plateforme MobileSim et l’interface du simulateur, que nous avons utilisées dans notre expérimentation : la première avec des ordinateurs de bureau et la seconde avec des ordinateurs de poche. Nous avons fait suivre à deux groupes d’étudiants deux cours différents, l’un portant sur une approche traditionnelle d’enseignement, l’autre basé sur le scénario d’apprentissage collaboratif élaboré. Nous leur avons fait passer un test évaluant l’évolution conceptuelle sur la nature de la lumière et sur le phénomène de l’effet photoélectrique et concepts connexes, à deux reprises : la première avant que les étudiants ne s’investissent dans le cours et la seconde après la réalisation des expérimentations. Nos résultats aux prétest et post-test sont complétés par des entrevues individuelles semi-dirigées avec tous les étudiants, par des enregistrements vidéo et par des traces récupérées des fichiers logs ou sur papier. Les étudiants du groupe expérimental ont obtenu de très bons résultats au post-test par rapport à ceux du groupe contrôle. Nous avons enregistré un gain moyen d’apprentissage qualifié de niveau modéré selon Hake (1998). Les résultats des entrevues ont permis de repérer quelques difficultés conceptuelles d’apprentissage chez les étudiants. L’analyse des données recueillies des enregistrements des séquences vidéo, des questionnaires et des traces récupérées nous a permis de mieux comprendre le processus d’apprentissage collaboratif et nous a dévoilé que le nombre et la durée des interactions entre les étudiants sont fortement corrélés avec le gain d’apprentissage. Ce projet de recherche est d’abord une réussite sur le plan de la conception d’un scénario d’apprentissage relatif à un phénomène aussi complexe que l’effet photoélectrique, tout en respectant de nombreux critères (collaboration, simulation, dispositifs mobiles) qui nous paraissaient extrêmement utopiques de réunir dans une situation d’apprentissage en classe. Ce scénario pourra être adapté pour l’apprentissage d’autres notions de la physique et pourra être considéré pour la conception des environnements collaboratifs d’apprentissage mobile innovants, centrés sur les besoins des apprenants et intégrant les technologies au bon moment et pour la bonne activité.

Étude des artefacts en tomodensitométrie par simulation Monte Carlo

En radiothérapie, la tomodensitométrie (CT) fournit l’information anatomique du patient utile au calcul de dose durant la planification de traitement. Afin de considérer la composition hétérogène des tissus, des techniques de calcul telles que la méthode Monte Carlo sont nécessaires pour calculer la dose de manière exacte. L’importation des images CT dans un tel calcul exige que chaque voxel exprimé en unité Hounsfield (HU) soit converti en une valeur physique telle que la densité électronique (ED). Cette conversion est habituellement effectuée à l’aide d’une courbe d’étalonnage HU-ED. Une anomalie ou artefact qui apparaît dans une image CT avant l’étalonnage est susceptible d’assigner un mauvais tissu à un voxel. Ces erreurs peuvent causer une perte cruciale de fiabilité du calcul de dose. Ce travail vise à attribuer une valeur exacte aux voxels d’images CT afin d’assurer la fiabilité des calculs de dose durant la planification de traitement en radiothérapie. Pour y parvenir, une étude est réalisée sur les artefacts qui sont reproduits par simulation Monte Carlo. Pour réduire le temps de calcul, les simulations sont parallélisées et transposées sur un superordinateur. Une étude de sensibilité des nombres HU en présence d’artefacts est ensuite réalisée par une analyse statistique des histogrammes. À l’origine de nombreux artefacts, le durcissement de faisceau est étudié davantage. Une revue sur l’état de l’art en matière de correction du durcissement de faisceau est présentée suivi d’une démonstration explicite d’une correction empirique.

Dynamique de séparation de charges à l'hétérojonction de semi-conducteurs organiques

Une compréhension profonde de la séparation de charge à l’hétérojonction de semi-con- ducteurs organiques est nécessaire pour le développement de diodes photovoltaïques organiques plus efficaces, ce qui serait une grande avancée pour répondre aux besoins mondiaux en énergie durable. L’objectif de cette thèse est de décrire les processus impliqués dans la séparation de charges à hétérojonctions de semi-conducteurs organiques, en prenant en exemple le cas particulier du PCDTBT: PCBM. Nous sondons les excitations d’interface à l’aide de méthodes spectroscopiques résolues en temps couvrant des échelles de temps de 100 femto- secondes à 1 milliseconde. Ces principales méthodes spectroscopiques sont la spectroscopie Raman stimulée femtoseconde, la fluorescence résolue en temps et l’absorption transitoire. Nos résultats montrent clairement que le transfert de charge du PCDTBT au PCBM a lieu avant que l’exciton ne soit relaxé et localisé, un fait expérimental irréconciliable avec la théorie de Marcus semi-classique. La paire de charges qui est créée se divise en deux catégories : les paires de polarons géminales non piégées et les paires profondément piégées. Les premiers se relaxent rapidement vers l’exciton à transfert de charge, qui se recombine radiativement avec une constante de temps de 1– 2 nanoseconde, alors que les seconds se relaxent sur de plus longues échelles de temps via l’effet tunnel. Notre modèle photophysique quantitatif démontre que 2 % de l’excitation créée ne peut jamais se dissocier en porteurs de charge libre, un chiffre qui est en accord avec les rendements élevés rapportés pour ce type de système.