Development of Biomimetic Robots in the EPS Engineering Programme Capstone Project

This paper presents the development of a fish-like robot called Bro-Fish. Bro-Fish aims to be an educational toy dedicated to teaching mechanics, programming and the physics of floating objects to youngsters. The underlying intention is to awaken the interest of children for technology, especially biomimetic (biologically inspired) approaches, in order to promote sustainability and raise the level of ecological awareness. The main focus of this project was to create a robot with carangiform locomotion and controllable swimming, providing the opportunity to customize parts and experiment with the physics of floating objects. Therefore, the locomotion principles of fishes and mechanisms developed in related projects were analysed. Inspired by this background knowledge, a prototype was designed and implemented. The main achievement is the new tail mechanism that propels the robot. The tail resembles the undulation motion of fish bodies and is actuated in an innovative way, triggered by an elegant movement of a rotating helicoidal. First experimental tests revealed the potential of the proposed methodology to effectively generate forward propulsion.

Reconstrução de Imagem em SPECT utilizando um colimador convergente e detectores de imagem pixelizados

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Surgical repair of a pseudoaneurysm of the ascending aorta after aortic valve replacement

We report the case of a patient with a pseudoaneurysm of the ascending aortic clinically diagnosed 5 months after surgical replacement of the aortic valve. Diagnosis was confirmed with the aid of two-dimensional echocardiography and helicoidal angiotomography. The corrective surgery, which consisted of a reinforced suture of the communication with the ascending aorta after opening and aspiration of the cavity of the pseudoaneurysm, was successfully performed through a complete sternotomy using extracorporeal circulation, femorofemoral cannulation, and moderate hypothermia, with no aortic clamping.

Cinemática e dinâmica de engrenagens - 5. Engrenagens de parafuso sem-fim

[Excerto] 5.1. INTRODUÇÃO As engrenagens de parafuso sem-fim pertencem ao grupo das engrenagens torsas1, em que uma das rodas tem a forma de um parafuso (Branco et al., 2009). As engrenagens de parafuso sem-fim podem também ser consideradas como um caso particular das engrenagens helicoidais cruzadas, sendo que a capacidade de carga é maior no caso do parafuso sem-fim (Flores e Gomes, 2014c). A figura 5.1 ilustra uma engrenagem de parafuso sem-fim com roda helicoidal. Na verdade, esta é uma das formas mais simples e mais frequentemente utilizada na prática corrente e que inclui um parafuso cilíndrico e uma roda cilíndrica de dentes helicoidais, daí a designação de parafuso sem-fim roda helicoidal (Niemann, 1971; Drago, 1988). Na grande maioria das aplicações de parafusos sem-fim o ângulo formado pelos eixos do parafuso e da roda é igual a 90º. As engrenagens de parafuso sem-fim não são, em geral, reversíveis, isto é, funcionam apenas quando o veio motor aciona o parafuso sem-fim, uma vez que quando o sistema é acionado pela roda, a engrenagem tende a bloquear2 (Henriot, 1979; Shigley e Uicker, 1980). (...)

Síndrome da classe econômica após longas viagens de ônibus

Homem de 65 anos com insuficiência cardíaca causada por hipertensão e cardiopatia isquêmica foi internado com dispnéia, escarro sanguinolento e dor pleurítica após uma viagem de ônibus com duração de 52 horas. A avaliação clínica e laboratorial incluiu tomografia helicoidal do tórax, que demonstrou um defeito de enchimento do principal ramo da artéria pulmonar direita e uma opacidade periférica regular de formato triangular no lobo inferior da parte inferior do pulmão. Após o diagnóstico de tromboembolia pulmonar, foi instituída terapia com heparina, seguida por varfarina. O paciente recebeu alta hospitalar. O diagnóstico de embolia pulmonar deve ser levado em consideração em pacientes com sintomas semelhantes aos deste paciente após longa viagem de ônibus.

Preditores de mortalidade hospitalar em pacientes com embolia pulmonar estáveis hemodinamicamente

FUNDAMENTO: A embolia pulmonar apresenta alta mortalidade em pacientes com hipotensão arterial ou choque circulatório. Entretanto, em pacientes hemodinamicamente estáveis, a associação de algumas variáveis clínicas com a mortalidade ainda não está claramente estabelecida. OBJETIVOS: Derivar um modelo de estratificação do risco de mortalidade intra-hospitalar em pacientes com embolia pulmonar hemodinamicamente estáveis. MÉTODOS: Estudo de coorte multicêntrico prospectivo de 582 pacientes consecutivos que foram admitidos em unidades de emergência ou de terapia intensiva, com suspeita clínica de embolia pulmonar, e que tiveram o diagnóstico confirmado por meio de um ou mais dos seguintes exames: arteriografia pulmonar, angiotomografia computadorizada helicoidal, angioressonância magnética, ecodopplercardiograma, cintilografia pulmonar ou duplex-scan venoso. Os dados sobre características demográficas, comorbidades e manifestações clínicas foram coletados e incluídos em uma análise de regressão logística para compor o modelo de predição. RESULTADOS: A mortalidade global foi de 14,1%. Foram identificadas como variáveis independentes de risco de óbito: idade > 65 anos; repouso no leito > 72h; cor pulmonale crônico; taquicardia sinusal e taquipnéia. Após a estratificação por faixas de risco, observaram-se mortalidades de 5,4%, 17,8% e 31,3%, respectivamente nos subgrupos de baixo, moderado e alto riscos. O modelo mostrou sensibilidade de 65,5% e especificidade de 80%, com uma área sob a curva de 0,77. CONCLUSÃO: Em pacientes hemodinamicamente estáveis com embolia pulmonar, a idade > 65 anos, o repouso no leito > 72h, o cor pulmonale crônico, a taquicardia sinusal e a taquipnéia foram preditores independentes da mortalidade intra-hospitalar. Entretanto o modelo de predição necessita ser validado em outras populações para sua incorporação à prática clínica.

CT-guided sacroiliac joint injection: Easy or difficult? : 53

Purpose: Fluoroscopy-guided sacroiliac joint (SIJ) injections are technically difficult to perform because of the complex anatomy with helicoidal conformation of the joint. Our study describes the procedure of CT-guided SIJ injection, its feasibility and its rate of success. Methods and materials: Retrospective study included 46 consecutive patients. The procedure was performed by 3 MSK radiologists and consisted in a puncture with a posterior approach in the inferior articular part of SIJ, then in an injection of iodinated contrast agent (1ml) with CT control of SIJ space opacification and finally in an injection of slowacting corticosteroid. The SIJ approach was noticed as correct if there was an inferior articular puncture and if the needle was in the articular space, and as impossible if there was ankylosis or osteophytosis. The study was divided in two successive periods: period 1 (4 first months) and period 2 (12 last months). Results: SIJ opacification was successful in 57% (26/46). We observed a learning curve: opacification was succeeded in 66% (23/35) and there was incorrect approach in 9% (3/35) during period 2 versus respectively 27% (3/11) and 45% (5/11) during period 1. Causes of failure were incorrect approach in 40% (6/20 too low, 2/20 too high), impossible approach in 30% (6/20) and unexplained in 30% (6/20). Mean duration of procedure was about 28 minutes. No complication occurred. Conclusion: CT guided SIJ injection is safe and successful in 66% after a training period. The success depends on SIJ correct approach and also on anatomical lesions.

Adenomatose hepática múltipla: diagnóstico pela ultra-sonografia intra-operatória (USIO). Nota prévia

Os autores relatam um caso de adenomatose hepática múltipla diagnosticado pela ultra-sonografia intra-operatória (USIO). Neste caso foram identificadas 13 lesões pela USIO. Os exames pré-operatórios (ultra-sonografia abdominal, tomografia computadorizada helicoidal e ressonância magnética) mostraram apenas três lesões, que foram inicialmente consideradas potencialmente ressecáveis. Todos os adenomas apresentavam consistência idêntica à do fígado adjacente, não sendo, portanto, perceptíveis à palpação. A USIO apresenta maior acurácia na identificação de nódulos hepáticos, quando comparada com os exames pré-operatórios. No presente estudo os autores consideraram a USIO fundamental no estabelecimento do diagnóstico, identificando os múltiplos adenomas, e que também auxiliou mudando a conduta cirúrgica da paciente. Devido aos múltiplos adenomas identificados pela USIO, a paciente não foi submetida à ressecção hepática, pois não haveria a possibilidade de remoção de todas as lesões. No conhecimento dos autores, ainda não havia sido descrito caso de adenomatose hepática múltipla diagnosticada apenas pela USIO.

Estudo da drenagem linfática e eficácia da tomografia computadorizada na detecção de metástases linfonodais em pacientes clinicamente N0 com carcinoma espinocelular de boca e orofaringe

O exame clínico não é suficiente para avaliar, com precisão, o envolvimento linfonodal em carcinomas de boca e orofaringe. Avaliamos 21 pacientes portadores de carcinoma espinocelular de boca e orofaringe, estadiados clinicamente como N0. Em todos os pacientes foi feita tomografia computadorizada de face e pescoço, e linfocintilografia. A sensibilidade e a especificidade da tomografia computadorizada foram de 16% e 73% para o lado homolateral, e 0% e 90% para o contralateral, respectivamente. Drenagem linfática foi vista em 76,2% dos casos. A não-migração ocorreu em casos de difícil injeção do radiofármaco, como fossa amigdaliana e região retromolar. A migração bilateral ocorreu apenas em casos de soalho bucal, em que havia envolvimento da linha mediana. A partir desses resultados conclui-se que a tomografia computadorizada foi menos eficiente que o exame clínico. Porém, o tomógrafo utilizado foi o não-helicoidal e, portanto, a eficácia do tomógrafo helicoidal não foi avaliada. A linfocintilografia foi útil na avaliação de pacientes clinicamente N0 e estamos utilizando o método para avaliar linfonodo sentinela nos carcinomas de boca.

Ruptura traumática do diafragma: aspectos na tomografia computadorizada

A ruptura traumática do diafragma é uma condição incomum, porém cada vez mais freqüentemente diagnosticada pela tomografia computadorizada, especialmente pela técnica helicoidal associada às reconstruções multiplanares, possibilitando a adoção de conduta terapêutica cirúrgica rápida e eficiente. Os autores estudaram seis pacientes com ruptura traumática do diafragma submetidos a tomografia computadorizada, que demonstrou herniação de estruturas abdominais para o interior do tórax através de área de ruptura na hemicúpula frênica esquerda em quatro casos; os outros dois pacientes foram submetidos a procedimento cirúrgico por trauma abdominal associado, que demonstrou lesões diafragmáticas, sem evidência de herniação na tomografia computadorizada.

Lesões traumáticas do parênquima pulmonar: aspectos na tomografia computadorizada

As lesões pulmonares são achados freqüentes no trauma torácico, sendo cada vez mais diagnosticadas pela tomografia computadorizada, em especial pelo rápido tempo de aquisição decorrente da técnica helicoidal, que permite a avaliação de pacientes em estado grave, possibilitando a adoção de conduta terapêutica eficiente. Os autores estudaram 150 pacientes vítimas de trauma torácico submetidos a tomografia computadorizada, que apresentaram lesões pulmonares, representadas por contusões, atelectasias, lacerações e hematomas pulmonares. As contusões pulmonares se caracterizaram por consolidações e atenuação em vidro fosco, sendo as lesões pulmonares mais comuns. As atelectasias foram observadas com os padrões subsegmentar e compressiva, e foram a segunda lesão mais comum. As lacerações se apresentaram como consolidações com ar ou nível líquido no interior. Os hematomas pulmonares representaram a lesão pulmonar mais rara, presentes em apenas cinco casos, caracterizados por opacidades arredondadas. Neste trabalho o trauma torácico fechado predominou, com 120 casos, enquanto o trauma aberto ocorreu em 30 casos. As causas de trauma fechado, em ordem decrescente de freqüência, foram: colisão automobilística, atropelamento, queda de altura, acidente de motocicleta e espancamento. A forma penetrante de traumatismo torácico decorreu de duas causas de agressão: lesão por arma de fogo e lesão por arma branca.

Hemangiomas hipoecogênicos

Os hemangiomas hepáticos representam tumores hepáticos benignos, que, se corretamente identificados, não necessitariam de remoção cirúrgica na grande maioria dos casos. Usualmente apresentam-se, à ultra-sonografia (US), como lesões hiperecogênicas, entretanto, lesões com aspectos menos usuais, como as hipoecogênicas, também são descritas. Os autores avaliaram, prospectivamente, 15 casos de hemangiomas hipoecogênicos identificados num período de cerca de quatro anos. Como estes hemangiomas são atípicos em suas aparências ultra-sonográficas, o diagnóstico definitivo foi estabelecido pela análise, em conjunto, dos dados dos exames de US e tomografia computadorizada (TC) helicoidal. À TC helicoidal, todas as lesões apresentaram o aspecto característico de realce centrípeto pelo meio de contraste iodado endovenoso. Adicionalmente, em todos os pacientes foram realizadas dosagens de antígeno carcinoembrionário e alfa-fetoproteína, além de endoscopia digestiva alta e colonoscopia (ou enema opaco com duplo contraste), não tendo sido identificada qualquer alteração nestes exames. Ademais, todos os pacientes foram avaliados com US e TC-helicoidal de controle, oito meses a um ano após o exame inicial, sem qualquer alteração no aspecto e nas dimensões das lesões. De interesse foi notado que, dos 15 casos de hemangiomas hipoecogênicos, 14 foram identificados em fígados esteatóticos. Os autores concluem que, embora atípico ao ultra-som, os hemangiomas podem se apresentar hipoecogênicos. Isto ocorreria especialmente em fígados com esteatose, sendo que apenas ocasionalmente seriam identificados em fígados sem esteatose. Nestes casos atípicos à US, seria útil a realização de exames complementares de imagem e bioquímicos, além de exames de controle, para maior conforto no seu diagnóstico preciso.

Lesões traumáticas do mediastino: aspectos na tomografia computadorizada

As lesões traumáticas mediastinais constituem achados pouco freqüentes no trauma torácico, mas são de extrema importância, por representarem mau prognóstico, dada a sua gravidade e lesões associadas. O trauma mediastinal é cada vez mais diagnosticado pela tomografia computadorizada, em especial pelo rápido tempo de aquisição decorrente da técnica helicoidal, que permite a avaliação de pacientes em estado grave, possibilitando a adoção de conduta terapêutica eficiente. Os autores estudaram 11 pacientes com trauma torácico submetidos a tomografia computadorizada, os quais apresentaram lesões mediastinais. A hemorragia mediastinal representou a lesão mais comum nesta casuística, manifestando-se sob a forma de infiltração da gordura mediastinal, com a presença de material denso permeando os espaços mediastinais, ou sob a forma de hematoma. O hemopericárdio representou a segunda lesão mais comum, caracterizado por material denso ou líquido no interior do pericárdio. As lesões aórticas foram observadas em três casos, caracterizadas por irregularidade parietal no contorno aórtico ou por pseudo-aneurisma. Neste trabalho o trauma torácico fechado foi observado em seis casos, enquanto o trauma aberto ocorreu em cinco pacientes. As causas de trauma fechado foram atropelamento, colisão automobilística e queda de altura. A forma penetrante de traumatismo torácico decorreu de dois modos de agressão: lesão por arma de fogo e lesão por arma branca

Pseudolesões hepáticas na ressonância magnética: ensaio iconográfico

A ressonância magnética é uma técnica de grande importância na avaliação do fígado. Assim como na tomografia computadorizada helicoidal, o emprego de aquisições rápidas, em fases diferentes da vascularização hepática, auxilia na detecção e caracterização de tumores. Contudo, algumas armadilhas podem confundir e dificultar a interpretação do exame, simulando lesões parenquimatosas. Estas armadilhas têm forma, localização e características variadas, sendo denominadas de pseudolesões. Podem ser decorrentes de diversos fatores, como alterações perfusionais, esteatose focal, parênquima hepático preservado na esteatose difusa, artefatos, entre outros. É muito importante que sejam reconhecidas, para que não sejam causas de resultados falso-positivos. O objetivo deste ensaio é classificar e ilustrar as diversas pseudolesões hepáticas na ressonância magnética, com breve descrição delas, e alternativas para diferenciá-las das lesões do parênquima.

Avaliação dos métodos de imagem no diagnóstico da urolitíase: revisão da literatura

O objetivo deste trabalho foi comparar a tomografia computadorizada helicoidal com os métodos imaginológicos atualmente disponíveis para a abordagem dos pacientes com dor lombar aguda e revisar brevemente as características fisiopatológicas da urolitíase e a evolução da sua abordagem diagnóstica. Foi revista a literatura publicada nos últimos 30 anos, comparando os seguintes métodos: radiografia simples de abdome, urografia excretora, ultra-sonografia e tomografia computadorizada helicoidal. Esta última se mostrou método de alta sensibilidade e especificidade para o diagnóstico de urolitíase, sendo que, virtualmente, todos os cálculos são identificados por este método, exceto em pacientes em uso de indinavir. A radiografia simples de abdome associada à ultra-sonografia têm acurácia semelhante à tomografia computadorizada helicoidal, contudo, esta foi superior como método de avaliação isolado. A literatura sugere que a tomografia computadorizada helicoidal é útil na avaliação de pacientes com dor lombar aguda quando disponível, possibilitando também o diagnóstico diferencial entre as várias doenças que simulam os sintomas de urolitíase.