The friction force mouse-pad and the forearm muscles efforts (preliminary results)

The objective of the article is to evaluate the impact of the friction force mouse-pad in the contraction level of the forearm muscles M. extensor carpi ulnaris, M. extensor digitorum and M. extensor carpi radialis longus. A standard protocol of mouse movements was performed involving horizontal, vertical and diagonal mouse displacements drag-and-drop type. The operators were instructed to execute the protocol with their normal working speed. The movements protocol were performed by each subject (n=17) with three selected pairs mouse-pad, classified as low, medium and high friction force pairs. The mean time to execute the protocol with each mouse was ~138s. Mean values of ~13%MVE and ~17%MVE were found in the M. extensor carpi ulnaris and in the M. extensor digitorum respectively when performing the movements’ protocol. A 8.1% increase in %MVE was observed in the M. extensor digitorum and a 9.4% increase in %MVE was observed in the M. extensor carpi ulnaris when the high friction force pair was operated, relatively to the low friction force pair (p<0.05). The main preliminary conclusions of this study is that operating a high friction force mouse-pad may increase the risk to symptoms or disorders in the wrist due to an increase in the forearm muscles contraction levels, particularly during work with drawing application

The influence of task design on upper limb muscles fatigue during low-load repetitive work: A systematic review

Ergonomic interventions such as increased scheduled breaks or job rotation have been proposed to reduce upper limb muscle fatigue in repetitive low-load work. This review was performed to summarize and analyze the studies investigating the effect of job rotation and work-rest schemes, as well as, work pace, cycle time and duty cycle, on upper limb muscle fatigue. The effects of these work organization factors on subjective fatigue or discomfort were also analyzed. This review was based on relevant articles published in PubMed, Scopus and Web of Science. The studies included in this review were performed in humans and assessed muscle fatigue in upper limbs. 14 articles were included in the systematic review. Few studies were performed in a real work environment and the most common methods used to assess muscle fatigue were surface electromyography (EMG). No consistent results were found related to the effects of job rotation on muscle activity and subjective measurements of fatigue. Rest breaks had some positive effects, particularly in perceived discomfort. The increase in work pace reveals a higher muscular load in specific muscles. The duration of experiments and characteristics of participants appear to be the factors that most have influenced the results. Future research should be focused on the improvement of the experimental protocols and instrumentation, in order to the outcomes represent adequately the actual working conditions. Relevance to industry: Introducing more physical workload variation in low-load repetitive work is considered an effective ergonomic intervention against muscle fatigue and musculoskeletal disorders in industry. Results will be useful to identify the need of future research, which will eventually lead to the adoption of best industrial work practices according to the workers capabilities.

Myoelectric Signal Monitoring System

The Electromyography (EMG) is an important tool for gait analyzes and disorders diagnoses. Traditional methods involve equipment that can disturb the analyses, being gradually substituted by different approaches, like wearable and wireless systems. The cable replacement for autonomous systems demands for technologies capable of meeting the power constraints. This work presents the development of an EMG and kinematic data capture wireless module, designed taking into account power consumption issues. This module captures and converts the analog myoeletric signal to digital, synchronously with the capture of kinetic information. Both data are time multiplexed and sent to a PC via Bluetooth link. The work carried out comprised the development of the hardware, the firmware and a graphical interface running in an external PC. The hardware was developed using the PIC18F14K22, a low power family of microcontrollers. The link was established via Bluetooth, a protocol designed for low power communication. An application was also developed to recover and trace the signal to a Graphic User Interface (GUI), coordinating the message exchange with the firmware. Results were obtained which allowed validating the conceived system in static and with the subject performing short movements. Although it was not possible to perform the tests within more dynamic movements, it is shown that it is possible to capture, transmit and display the captured data as expected. Some suggestions to improve the system performance also were made.

Ankle anticipatory postural adjustments during gait initiation in healthy and post-stroke subjects

Background: Anticipatory postural adjustments during gait initiation have an important role in postural stability but also in gait performance. However, these first phase mechanisms of gait initiation have received little attention, particularly in subcortical post-stroke subjects, where bilateral postural control pathways can be impaired. This study aims to evaluate ankle anticipatory postural adjustments during gait initiation in chronic post-stroke subjects with lesion in the territory of middle cerebral artery. Methods: Eleven subjects with post-stroke hemiparesis with the ability to walk independently and twelve healthy controls participated in this study. Bilateral electromyographic activity of tibialis anterior, soleus and medial gastrocnemius was collected during gait initiation to assess the muscle onset timing, period of activation/deactivation and magnitude of muscle activity during postural phase of gait initiation. This phase was identified through centre of pressure signal. Findings: Post-stroke group presented only half of the tibialis anterior relative magnitude observed in healthy subjects in contralesional limb (t=2.38, p=0.027) and decreased soleus deactivation period (contralesional limb, t=2.25, p=0.04; ipsilesional limb, t=3.67, p=0.003) as well its onset timing (contralesional limb, t=3.2. p=0.005; ipsilesional limb, t=2.88, p=0.033) in both limbs. A decreased centre of pressure displacement backward (t=3.45, p=0.002) and toward the first swing limb (t=3.29, p=0.004) was observed in post-stroke subjects. Interpretation: These findings indicate that chronic post-stroke subjects with lesion at middle cerebral artery territory present dysfunction in ankle anticipatory postural adjustments in both limbs during gait initiation.

CIDP na Idade Pediátrica - Desafio Diagnóstico

Introdução: A polirradiculoneuropatia desmielinizante inflamatória crónica (CIDP) é uma patologia auto-imune caracterizada pela desmielinização dos nervos periféricos e raízes espinhais, rara na idade pediátrica. Apresenta-se de forma progressiva ou mais raramente recorrente, tornando-se por vezes difícil o seu diagnóstico e o diagnóstico diferencial com Síndrome de Guillain-Barré. Caso Clínico: Criança de 3 anos, com quadro de dor nos membros superiores e inferiores, proximal, simétrica, de agravamento nocturno, associada a recusa ou dificuldade no início da marcha e com 5 dias de evolução, sem outra sintomatologia acompanhante. Refere 2 episódios semelhantes nos 6 meses precedentes, com resolução espontânea em alguns dias. Nas 4 semanas prévias ao actual episódio, apresentou uma gastroenterite aguda sem agente isolado. Objectivamente salienta-se ausência de sinais inflamatórios locais, dor à mobilização dos membros (com possível sinal de Lasègue), diminuição da força muscular (grau 4) proximal e distal nos membros superiores e inferiores, tremor postural e intencional nos membros superiores, reflexos miotáticos presentes nos membros superiores mas ausentes nos inferiores e instabilidade na marcha. Não havia história de exposição a drogas ou tóxicos nem história familiar de neuropatia. Avaliação analítica para doenças auto-imunes e ecografias articulares não revelaram alterações. O estudo electromiográfico (EMG) demonstrou aumento das latências distais, com diminuição das velocidades de condução e atraso/dispersão das ondas F em múltiplos nervos. A análise do LCR revelou dissociação albumino-citológica. Estudo etiológico do LCR, sangue e fezes com resultados negativos. Em D9 de doença pela persistência das queixas álgicas, repetiu o EMG demonstrando agravamento da polineuropatia. Fez Imunoglobulina intravenosa (0,4 g/Kg/dia) durante 5 dias, com melhoria progressiva da sintomatologia e recuperação parcial da capacidade funcional. Discussão: O diagnóstico de CIDP baseia-se em elementos clínicos (interpretamos como episódios recorrentes de neuropatia num período de cerca de 6 meses, embora a nossa observação da criança seja apenas a actual) e no estudo electrofisiológico (reúne critérios de diagnóstico). Está planeada biópsia de nervo para confirmação diagnóstica embora nem todas as guidelines considerem necessária esta investigação. É importante diagnosticar precocemente a CIDP de forma a instituir a terapêutica mais adequada, determinante para o prognóstico.

Efeito da compressão isquémica no ponto gatilho latente do trapézio superior, na magnitude de atividade muscular do complexo articular do ombro

Introdução: A síndrome dolorosa miofascial é um dos principais problemas encontrados na prática clínica, tendo como principais características os pontos gatilho (PG), ativos ou latentes. Os PG latentes têm uma elevada prevalência na musculatura da cintura escapular, nomeadamente ao nível do trapézio superior (TS), influenciando o controlo motor do ombro. A compressão isquémica aplicada no PG do TS poderá influenciar o comportamento muscular dos sinergistas durante o movimento de abdução no plano da omoplata. Objetivos: Este estudo visa estudar a influência da compressão isquémica aplicada no PG do TS na magnitude de ativação dos músculos TS, trapézio inferior (TI), grande dentado (GD), infra-espinhoso (IE) e deltóide médio (DM), assim como a relação muscular através da razão entre o TS e os restantes músculos em análise, durante o movimento de abdução no plano da omoplata. Métodos: O presente estudo é experimental, aleatório e controlado. Foram criados dois grupos, grupo controlo (GC) (n=14) e grupo experimental (GE) (n=15), a partir de uma amostra de 67 indivíduos. No GC foi aplicado um procedimento placebo e no GE foi aplicada no PG latente do TS a técnica de compressão isquémica. Antes e após a intervenção foi recolhida a atividade eletromiográfica dos músculos em análise, assim como os dados cinemáticos, durante o movimento de elevação do ombro no plano da omoplata. Para a análise registou-se a amplitude máxima de abdução e foi analisada a atividade muscular individual dos músculos em estudo assim como a razão entre o TS e os restantes músculos. Esta análise foi realizada em intervalos de 30° até ao final do movimento. Resultados: Não se verificaram diferenças na amplitude máxima de abdução, nem entre grupos (1º momento p=0,608, t=0,816; 2º momento p=0,119; t=1,252) nem entre os dois momentos em cada grupo (GC, t=-1,119; p=0,256; GE, t=-1,604, p=0,135). Na magnitude de ativação individual de cada músculo também não se verificaram diferenças significativas com a aplicação da técnica, tendo-se verificado no DM uma tendência para o aumento da ativação aquando da intervenção, ao longo de todo o arco de movimento, em comparação com a pré-intervenção, já no GC de controlo não se verificaram alterações entre momentos. Também na análise da razão entre músculos não se verificaram diferenças entre grupos. Conclusão: A intervenção realizada não influenciou nenhum dos parâmetros em análise do complexo articular do ombro nem a amplitude de movimento de abdução.

Neurogenic Thoracic Outlet Syndrome Associated with Cervical Rib

A true neurogenic thoracic outlet syndrome (TOS) associated with a cervical rib is considered extremely rare. The authors present their experience with 5 cases of true neurogenic TOS associated with a cervical rib. All patients were female and had a cervical rib confirmed radiographically pre-operatively. Average age was 34,8 years. Although all patients had been treated with several combinations of diverse drugs and a rehabilitation program before referral to surgery, all described their pain as intense and debilitating before surgical treatment. All patients had pre-operative electromyographic abnormalities. Patients were operated on via a supraclavicular approach and the cervical rib was resected. No intra-operative or postoperative complications were noted. Two years postoperatively, all patients mentioned improvement. However, only 2 were symptomless, and on no medication. In one patient there was significant improvement, and in the remaining 2 patients some residual pain persisted that had to be dealt with pharmacologically. All patients were able to resume their daily life activities. Recovery was poorer in the 2 patients that had been referred to surgery after a longer period of time since the beginning of symptoms.

Cosmologia relativísta

Foi Galileu quem propôs o método experimental moderno a propósito de alguns problemas da Mecânica, e foi por essa via que foram também estabelecidads as leis fundamentais do Electromagnetismo. A partir daqui a evolução das Teorias Físicas dá-se através duma relação dialética Teoria/ Prática, que levou à realização de duas experimentações fundacionais para confirmar a Gravitação de Newtou e a Relatividade Especial de Einstein. A Relatividade Geral ou Geometrodinâmica Einsteiniana suscitou por sua vez algumas das experiências mais espectaculares da Física Relativista. A interdependência da Mecânica Relativista e do Electromagnetismo tomada evidente pelas medidas de radiação EMG feitas pelos radiotelescópios de hoje, suscitou a aspiração e busca de Teorias Unitárias que abrangessem todos os fenômenos da Natureza. E foi justamente a Radioastronomia que revelou as singularidades do campo einsteiniano - o Big Bang e os Buracos Negros. A busca actual duma Teoria do Todo pela unificação de todas as forças da Natureza, as de índole electromagnética e a gravitacional, chegou porém a um impasse que suscita algumas questões de índole gnoseológica.

Interface Humana Músculo-Facial

Esta dissertação tem como principal objetivo a criação de uma interface humana, baseada na eletromiografia dos músculos orbicular do olho e frontalis. O algoritmo de programação do microcontrolador ATmega2560 deteta o piscar de olhos voluntário, conta o número de vezes que este acontece e verifica se preenche os requisitos necessários à execução de um comando. Para este efeito foram utilizados elétrodos para a captação do sinal eletromiográfico. O sinal analógico é condicionado pela Shield ECG/EMG da Olimex sendo enviado para o arduíno ATmega2560. Este microcontrolador administra todos os atuadores, dos quais o mais importante é um painel de comandos (quatro comandos diferentes), no qual existe um ponteiro motorizado que indica qual a ação a realizar. O código de execução é extremamente simples:  se o utilizador piscar os olhos três vezes, o ponteiro movimenta-se para a secção do painel imediatamente à direita; e  se o utilizador piscar os olhos quatro vezes, o ponteiro movimenta-se para a secção do painel imediatamente à esquerda. Os testes realizados com este dispositivo indicam que os utilizadores demoram menos de 10 minutos a aprender a utilizar e executar todos os comandos do painel. Apenas num dos testes realizados o dispositivo não funcionou. Dos utilizadores que realizaram o teste:  vários usam óculos;  um idoso com graves problemas auditivos, cegueira parcial e dificuldades locomotoras;  nenhum foi incapaz de piscar, pelo menos, um dos olhos voluntariamente; e  a maioria referiu que, com alguma concentração e principalmente se ouvirem o bip sonoro, a aprendizagem de utilização torna-se muito fácil. Apesar dos limites impostos à concretização de um projeto deste tipo (dos quais se evidenciam as dificuldades em conseguir voluntários com paralisia medular, bem como os limites orçamentais), pode-se afirmar que este dispositivo é eficaz e seria uma mais valia quando implementado num cenário de paralisia medular (total ou parcial). A melhoria de qualidade de vida de um utilizador com estes problemas físicos, ou outros que lhe comprometam a locomoção é garantida. O cenário em que vivem é tremendamente limitado sendo urgente criar soluções para tornar estas vidas mais cómodas. Com os devidos aplicativos, o utilizador poderia abrir portas ou janelas, acender ou apagar luzes, pedir ajuda, ajustar a posição da cama, controlar cadeiras de rodas, entre outros. É neste sentido que surge a minha motivação de criar algo que ajude estas pessoas.

Análise biomecânica da marcha e funcionalidade em crianças com Paralisia Cerebral: efeito da intervenção da fisioterapia com facilitação em tapete rolante

Introdução: As crianças com Paralisia Cerebral evidenciam frequentemente alterações da sua funcionalidade global, evidenciadas nomeadamente na marcha. Diferentes protocolos de facilitação da marcha em tapete rolante têm vindo a ser alvo de estudos no sentido de clarificar a sua eficácia nesta população. Estes sugerem uma evolução positiva dos diferentes aspectos estudados (funcionalidade global, resistência cardiorespiratória, componentes da marcha), contudo utilizam diferentes metodologias e especificidades do protocolo, não existindo consenso acerca das melhores condições de utilização. Objectivo(s): O presente trabalho teve como objectivo principal avaliar o efeito da aplicação de um protocolo de marcha em tapete rolante (PMTR) em crianças com Paralisia Cerebral (PC) espástica, nos parâmetros biomecânicos da mesma e funcionalidade global. Métodos: Participaram no estudo 9 crianças com PC do tipo diplégico e hemiplégico inscritos na Associação de Paralisia Cerebral de Braga (APCB), com idades compreendidas entre os 3 e os 8 anos de idade. Cada criança foi avaliada antes e após a aplicação do PMTR, através da análise biomecânica da marcha (dinamometria e electromiografia de superfície), bem como da aplicação do teste de medida da função motora (TMFM). A amostra foi dividida em dois grupos – grupo sujeito ao protocolo de marcha em tapete rolante (GPMTR) (n=5) e grupo controlo (GC) (n=4). O protocolo em tapete rolante foi incluído nas sessões de intervenção de fisioterapia, com uma frequência semanal de 2 a 3 vezes por semana, durante um período de 10 semanas consecutivas, após o qual foram repetidas as avaliações iniciais. Resultados: A análise dos resultados permitiu verificar evoluções no GPMTR ao nível do score total da TMFM e especialmente na dimensão E, o que revelou melhorias significativas da funcionalidade motora global neste grupo. Verificaram-se ainda, em termos eletromiográficos um melhor padrão de recrutamento muscular, bem como, no que se refere à análise dinamométrica, evoluções positivas, na componente vertical das forças de reacção do solo.Conclusão: O presente estudo parece sugerir que a inclusão da facilitação da marcha em tapete rolante no plano de intervenção pode contribuir para uma melhoria nos parâmetros biomecânicos da marcha e funcionalidade global de crianças com Paralisia Cerebral do tipo diplégico e hemiplégico, com idades compreendidas entre os 3 e os 8 anos.

Human activity recognition for an intelligent knee orthosis

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Involuntary Rhythmic Leg Movements Time-Locked With the Respiratory Cycle

Involuntary rhythmic leg movements in childhood is an uncommon condition, the generators of which remain unknown. We report on a male 3 years of age with distinct features providing important clues concerning the location of one of these generators. At the age of 7 months, the previously healthy young male started with low frequency, rhythmic, and continuous (both during wakefulness and sleep) flexion/extension movements of the lower limbs. Movements interfered significantly with gait acquisition, and, despite normal cognitive development, he was able to walk only at age 2 years, 4 months. The neurologic examination revealed the absence of automatic stepping in the neonatal period, but was otherwise normal. A polygraphic electroencephalogram/electromyogram EEG/EMG) recording, at the age of 2 years, 9 months, revealed rhythmic and synchronous legs with EMG activity at 0.5 Hz. A more complete polygraphic recording at the age of 3 years, 10 months, showed a lower frequency (0.35 Hz) for the movements, which were time-locked with the respiratory cycle. Magnetic resonance imaging (MRI) of the brain revealed an increased T2 signal in the upper medulla-lower pons regions. The generator of the rhythmic legs movements is postulated to be the respiratory center, connecting with the reticulospinal projecting neurons through an aberrant pathway.

Neuropatia Periférica Familiar por Susceptibilidade ao Entrapment (Neuropatia Tomaculosa)

Os autores apresentam um caso de neuropatia periférica familiar por susceptibilidade ao entrapment e comparam-no com os descritos na literatura. As principais características desta neuropatia são: hereditariedade autossómica dominante, mononeuropatias recorrentes de localização variável (cubital, mediano, ciático poplíteo, externo, plexo braquial) e aspectos morfológicos característicos na biópsia do nervo. O nervo sensitivo revela alterações predominantes desmielinizantes, com espessamentos focais (tomáculos) nas fibras mielinizadas restantes e mostra numerosas estruturas subperineurais denominadas corpos de renaut. O EMG revela, em concordância, diminuição das velocidades de condução e aumento dos tempos de latência distal.

Coherence and phase locking disruption in electromyograms of patients with amyotrophic lateral sclerosis

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Vestuário interactivo para desporto e reabilitação

Dissertação de mestrado em Design e Marketing