Effect of neuromuscular electrical stimulation and isotonic exercises in flexor and extensor muscles of knee of hemiplegic patients

Aim. To verify the muscular force and resistance to the movement of the flexor and extensor muscles of the knee of patients with spasticity after treatment with neuromuscular electrical stimulation (NMES) and isotonic exercises. Patients and methods. The patients this study were divided into group I (NMES) and group 2 (isotonic exercises). Their muscular torque and resistance to the movement of the flexor and extensor knee muscles were measured by the isokinetic dynamometer and the degree of spasticity by the modified Ashworth scale before and after ten sessions. Results. Alterations in the scores of the modified Ashworth scale were not observed. An increase in the flexor torque in group 1 (p = 0.041) and in group 2 (p = 0.001) was verified. In the passive mode, group 1 presented a reduction of resistance to the flexion movement (p = 0.026), while in group 2, a reduction of resistance to both the flexion (p = 0,029) and extension movements (p = 0.019) was verified. Conclusions. The two therapeutical resources had their efficiency proven only for the increase of the force of the flexor muscles. The resistance to movement, the isotonic exercises were more effective because they promoted a reduction in the resistance of the flexor and extensor knee muscles.

Utilização da estimulação elétrica neuromuscular (EENM) em crianças com paralisia cerebral do tipo diplegia espástica

Resumo não disponível.

Técnicas de controlo não-linear baseadas em Redes Neuronais: do algoritmo à implementação

O presente trabalho analisa soluções de controlo não-linear baseadas em Redes Neuronais e apresenta a sua aplicação a um caso prático, desde o algoritmo de treino até à implementação física em hardware. O estudo inicial do estado da arte da utilização das Redes Neuronais para o controlo leva à proposta de soluções iterativas para a definição da arquitectura das mesmas e para o estudo das técnicas de Regularização e Paragem de Treino Antecipada, através dos Algoritmos Genéticos e à proposta de uma forma de validação dos modelos obtidos. Ao longo da tese são utilizadas quatro malhas para o controlo baseado em modelos, uma das quais uma contribuição original, e é implementado um processo de identificação on-line, tendo por base o algoritmo de treino Levenberg-Marquardt e a técnica de Paragem de Treino Antecipada que permite o controlo de um sistema, sem necessidade de recorrer ao conhecimento prévio das suas características. O trabalho é finalizado com um estudo do hardware comercial disponível para a implementação de Redes Neuronais e com o desenvolvimento de uma solução de hardware utilizando uma FPGA. De referir que o trabalho prático de teste das soluções apresentadas é realizado com dados reais provenientes de um forno eléctrico de escala reduzida.

Controlo automático de um interferómetro para monitorização e caracterização de sensores interferométricos

A indústria de sensores de fibra óptica está a tornar-se cada vez mais importante e emprega diferentes técnicas que permitem monitorizar uma grande variedade de parâmetros. Uma das técnicas que apresenta grandes potencialidades, devido ao seu elevado desempenho, é a técnica interferométrica, que fornece, simultaneamente, uma grande sensibilidade e uma larga gama dinâmica. Além destas vantagens, juntam-se as vantagens comuns associadas a todos os sensores de fibra óptica, tais como passividade eléctrica, fiabilidade e possibilidade de multiplexagem, que também se aplicam aos sensores interferométricos. Outra técnica muito utilizada no ramo dos sensores de fibra óptica, em configurações interferométricas com intuito de interrogação, é a técnica de interferometria de luz branca. Esta técnica permite precisão de medição, insensibilidade a flutuações da potência óptica ao longo do sistema de interrogação, assim como uma resolução elevada. Com o intuito de tornar os sistemas de instrumentação / interrogação mais compactos e flexíveis foi desenvolvida uma plataforma de instrumentação virtual, que consiste em aplicações de software que implementam as funções dos instrumentos físicos em ambiente computacional. Esta área permite obter sistemas de instrumentação / interrogação menos complexos, de maior portabilidade e com um custo mais reduzido. Esta dissertação tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de interrogação de sensores de fibra óptica interferométricos controlado automaticamente através de instrumentação virtual, sendo necessário numa fase inicial um estudo aprofundado dos sensores de fibra óptica, das diferentes técnicas de interrogação e da área de instrumentação virtual. O capítulo 1 é o capítulo de introdução, onde são apresentados de forma genérica os diferentes conceitos inerentes ao trabalho, nomeadamente sensores de fibra óptica e os conceitos de interrogação de sensores interferométricos e conceitos de instrumentação virtual. Os sensores interferométricos são abordados com mais detalhe no capítulo 2. Neste capítulo são abordados os conceitos teóricos de interferometria, assim como os diferentes esquemas interferométricos geralmente utilizados em sensores de fibra óptica.No capítulo 3 são apresentados os diferentes esquemas de detecção de sinal utilizados para interrogar sensores interferométricos de fibra óptica. É apresentada a técnica de interferometria de luz branca e os esquemas de detecção de sinal homódina e heteródina. O conceito de instrumentação, com ênfase nos sistemas de instrumentação virtual é apresentado no capítulo 4. É abordado o tema de sistemas de instrumentação tradicionais e de instrumentação virtual, dando ênfase às vantagens destes últimos. É também apresentado o ambiente de programação LabVIEW e o amplificador lock-in virtual, utilizado no desenvolvimento do projecto. No capítulo 5 é apresentado o desenvolvimento do sistema de interrogação de sensores interferométricos proposto inicialmente. Todo o desenvolvimento, desde implementação do interferómetro receptor, passando pelo sistema de controlo baseado em instrumentação virtual, até à caracterização do sistema está documentado neste capítulo. A monitorização e caracterização de sensores interferométricos com o sistema apresentado no capítulo 5 estão documentadas no capítulo 6. No capítulo 7 são apresentadas as conclusões relativas ao trabalho desenvolvido, assim como as perspectivas futuras de evolução do sistema implementado.

Dispositivos de monitorização e controlo automático de factores climáticos em museus

As redes de comunicação sem fios são uma área de grande desenvolvimento. As tecnologias progridem e criam-se novas oportunidades de implementação de novos dispositivos nesta área. Neste tipo de redes, encontram-se as redes de sensores sem fios (WSN- Wireless Sensor Networks), que são constituídas por vários dispositivos (Nós Sensores) que colaboram entre si, para recolher e encaminhar informação sobre um determinado fenómeno físico até uma estação base. A um outro nível, a preservação das obras de arte é uma preocupação fundamental de todos os Museus. Existe a necessidade de conservar ao máximo as características genuínas de cada artefacto. Para tal, torna-se essencial uma monitorização e controlo de alguns factores ambientais, que podem danificar ou alterar as características dos materiais. Essa monitorização é realizada nos museus da Madeira, mas de uma forma manual e recorrendo a aparelhos que são dispendiosos e um pouco arcaicos. Assim sendo, tornou-se necessário encontrar uma solução, para a realização dessa tarefa de uma forma automática e contínua. As WSN oferecem uma resposta para estas necessidades, surgindo assim o projecto WISE-MUSE, que visa a monitorização ambiental para a conservação de obras de arte e artigos históricos, através de redes sem fios.Portanto, este projecto de Mestrado em Telecomunicações e Redes tem como área de acção a camada física da arquitectura do sistema WISE-MUSE. Neste sentido, desenvolveu-se um conjunto de dispositivos electrónicos, para monitorização e controlo de factores climáticos no Museu de arte contemporânea do Funchal. A ligação entre dispositivos e transmissão dos dados recolhidos foi assegurada através da implementação de uma rede sem fios. Ao nível dos nós sensores construídos, os desenvolvimentos mais importantes tiveram como meta a minimização de custos, consumo energético e dimensões dos mesmos. Além dos sensores, foram desenvolvidos outros componentes da rede, nomeadamente dispositivos routers e um dispositivo que permite o controlo automático da humidade.

Gestão de projectos: modelo para gestão e controlo de custos de obras de construção civil

Hoje em dia onde o mercado da construção civil é cada vez mais competitivo e as empresas de construção civil tendem em apresentar orçamentos com os custos cada vez mais inferiores, diminuindo as margens de lucro por forma a garantir trabalho para alimentar a sua massa. Deste modo, é fulcral apostar em ferramentas ou em métodos que apoiem a equipa de direcção de obra de forma a garantir as margens previstas antes do início dos trabalhos. É neste contexto que este trabalho foi desenvolvido, garantindo uma aplicação informática numa folha de cálculo MS Excel e com recurso ao programa de planeamento MS Project, que aplica um método de controlo de custos de uma forma simples e funcional sem grandes encargos de aquisição de softwares ou de formação específica.

Simulação de um sistema aerogerador com controlo óptimo predictivo

Nesta dissertação de mestrado propõe-se simular um sistema para melhorar a qualidade da energia eléctrica produzida por um parque eólico, utilizando conversores multinível NPC costas com costas e controlo óptimo predictivo. Neste trabalho é feito o controlo da potência activa e reactiva que é fornecida à rede de energia eléctrica, a partir de um gerador eólico e é optimizada a forma de onda alternada e sinusoidal de tensão trifásica sem neutro, minimizando o tremor das correntes e a distorção harmónica total, contribuindo para melhorar a qualidade de energia da rede ou de sistemas de alimentação para aplicações críticas como são os sistemas de telecomunicações. Recorre-se ao Matlab/Simulink para simular e comparar os resultados obtidos no sistema de conversão de energia de um parque eólico com o conversor costas com costas com controlo óptimo predictivo com os resultados obtidos com o conversor costas com costas PWM, disponível na biblioteca do software de simulação.

Sincronização de múltiplas câmaras e controlo de iluminação sobre uma plataforma FPGA

O objetivo deste projeto foi o de realizar a sincronização de pelo menos quatro câmaras individuais, ajustando dinamicamente o frame rate de operação de cada câmara, tendo por base a família de sensores de imagem CMOS NanEye da empresa Awaiba, numa plataforma FPGA com interface USB3. Durante o projeto analisou-se, com a assistência de um supervisor da Awaiba, o sistema core de captura de imagem existente, baseado em VHDL. Foi estudado e compreendido o princípio do ajuste dinâmico do frame rate das câmaras. Tendo sido então desenvolvido o módulo de controlo da câmara, em VHDL, e um algoritmo de ajuste dinâmico do frame rate, sendo este implementado junto com a plataforma de processamento e interface da FPGA. Foi criado um módulo para efetuar a monitorização da frequência de operação de cada câmara, medindo o período de cada linha numa frame, tendo por base um sinal de relógio de valor conhecido. A frequência é ajustada variando o nível de tensão aplicado ao sensor com base no erro entre o período da linha medido e o período pretendido. Para garantir o funcionamento conjunto de múltiplas câmaras em modo síncrono foi implementada uma interface Master-Slave entre estas. Paralelamente ao módulo anteriormente descrito, implementou-se um sistema de controlo automático de iluminação com base na análise de regiões de interesse em cada frame captada por uma câmara NanEye. A intensidade de corrente aplicada às fontes de iluminação acopladas à câmara é controlada dinamicamente com base no nível de saturação dos pixéis analisados em cada frame. Foram desenvolvidas e implementadas variantes do algoritmo de controlo e o seu desempenho foi avaliado em laboratório. Os resultados obtidos na prática evidenciam que a solução implementada cumpre os requisitos de controlo e ajuste da frequência de operação de múltiplas câmaras. Mostrou ser um método de controlo capaz de manter um erro de sincronização médio de 3,77 μs mesmo na presença de variações de temperatura de aproximadamente 50 °C. Foi também demonstrado que o sistema de controlo de iluminação é capaz de proporcionar uma experiência de visualização adequada, alcançando erros menores que 3% e uma velocidade de ajuste máxima inferior a 1 s.

Modificações introduzidas pelos treinamentos cardiopulmonar e neuromuscular nos níveis séricos basais de fatores de crescimento insulina símile i (igf-1), cortisol, autonomia funcional e qualidade de vida de mulheres idosas

Changes introduced by cardiopulmonar and neuromuscular training on basal serum insulin-like grow factor-1 (IGF-1) and cortisol levels, functional autonomy and quality of life in elderly women The aim of this study was to compare the effects of strength and aerobic training on basal serum IGF-1 and Cortisol levels, functional autonomy (FA) and quality of life (QoL) in elderly women after 12 weeks of training. The subjects were submitted the strength training (75-85% 1-RM) with weight exercises (SG; n=12; age=66.08 ± 3,37 years; BMI=26,77 ± 3,72 kg/m2), aerobic training with aquatic exercises (AG; n=13; age=68,69 ± 4,70 years; BMI=29,19 ± 2,96 kg/m2) and control group (CG; n=10; age=68,80 ± 5,41 years; BMI=29,70 ± 2,82 kg/m2). Fasting blood was analyzed to measure basal IGF-1 and cortisol levels by chemiluminescence method. The t-Student test showed increased IGF-1 in the SG (p<0.05) for intragroup comparison. The Repeated-measure ANOVA presented increased IGF-1 (p<0.05) in the SG compared to the other two groups. There were no differences in cortisol levels. All the FA tests (GDLAM autonomy protocol) presented decreased significant in the time marked in seconds to the SG. The same results were found in the AG, except in the rise from a sitting position test. The autonomy index presented significant improvements (p<0.05) in the SG related to the AG and CG and in the AG to the CG. The SG showed increased QoL (p<0.05) (by WHOQOL-Old questionnaire) in the facet 1 (sensorial functioning) and facet 5 (death and dying). Thus, the SG obtained positive changes on IGF-1 and FA levels when compared to the AG. This suggests that strength training can indicated to decrease the effects of ageing.

The tof-guard neuromuscular transmission monitor and its use in horses

Quando da utilização de bloqueadores neuromusculares, já foi enfatizado na literatura médica humana, que é de vital imporância a monitoração do bloqueio neuromuscular e que estes agentes nunca devem ser utilizados sem a mesma. O objetivo deste estudo foi o de avaliar o uso do monitor da transmissão neuromuscular TOF-Guard em eqüinos. Para tanto, doze eqüinos foram separados aleatoriamente para receberem como bloqueadores neuromusculares o pancurônio ou o atracúrio. Todos os eqüinos foram pré-medicados com romifidina, induzidos com diazepam e quetamina e mantidos com halotano. Foi administrado o atracúrio ou o pancurônio, seguindo-se a apnéia e início da ventilação mecânica controlada. O tempo entre a administração do relaxante muscular e a obtenção de um bloqueio máximo (T1=0), o retorno do T1 para 25% e da razão do TOF para 0,7 e o tempo do retorno do T1 de 25 para 75% foram mensurados. Concluiu-se que é de grande importância a monitoração do bloqueio neuromuscular quando da utilização de um bloqueador neuromuscular não-despolarizante, uma vez que ela torna o ato anestésico e cirúrgico mais seguro, com a utilização de doses adequadas que inviabilizam a superficialização do bloqueio durante o procedimento cirúrgico. O monitor TOF-Guard mostrou ser uma boa opção para a monitoração do bloqueio neuromuscular em eqüinos.

Efeitos agudos da aplicação do laser de baixa potência sobre o desempenho neuromuscular do sóleo em sujeitos saudáveis

A laserterapia de baixa potência (LBP) tem demonstrado recentemente ser capaz de aumentar a resistência à fadiga, bem como potencializar o desempenho neuromuscular através de seus efeitos metabólicos e fotoquímicos. Estudos anteriores mostraram que o LBP reduziu o estresse oxidativo do exercício, promovendo um retardo da fadiga muscular e minimizando seus efeitos deletérios. O objetivo desse estudo foi avaliar se a aplicação do LBP antes de um protocolo de fadiga teria efeito sobre o desempenho neuromuscular nas variáveis eletromiográficas e dinamométricas do músculo sóleo em sujeitos saudáveis. Esta pesquisa caracterizou-se como um estudo experimental do tipo ensaio clínico controlado, randomizado e cego, no qual participaram 60 voluntários de ambos os sexos, com faixa etária entre 18 e 28 anos e fisicamente ativos, segundo o questionário internacional para a prática de atividade física (IPAQ). Os sujeitos foram alocados randomicamente em três grupos: Controle (G1), Placebo (G2) e Laser (G3) e todos os voluntários foram submetidos a uma avaliação inicial (AV-1), um Protocolo de Fadiga e uma avaliação final (AV-2), compostas por contrações isocinéticas para flexão plantar a uma velocidade de 90°/s. Os resultados encontrados nesse estudo mostraram que não houve diferença estatística entre os três grupos da pesquisa nas variáveis eletromiográficas de RMS e Frequência Mediana, contudo, em relação à dinamometria, o grupo que recebeu a aplicação do Laser obteve um índice de fadiga significativamente menor (p=0,04) quando comparado aos grupos Controle e Placebo. Além disso, a aplicação do laser pré-exercício também resultou em um aumento nas variáveis de desempenho potência e trabalho. Com isso, pode-se concluir que o LBP foi capaz de melhorar o desempenho do sóleo em sujeitos saudáveis, justificado pelo aumento da resistência à fadiga

Ultrastructural Study of the Neuromuscular Junctions of Extensor Digitorum Longus Muscle (M. extensor digitorum longus) of the Mice

The neuromuscular junction of the extensor digitorum longus muscle of fingers was analyzed in 21 young (three months) and old (from six to 25 months) mice, from both genders. Morphologic changes were found throughout the mouse life, being more frequent and visible with aging. According with the data described in the literature consulted and the observations taken in this research, it becomes clear that a continuous process of morphological remodeling occurs in all neuromuscular ultrastructural junctions of the extensor digitorum longus muscle of fingers, during the life of the animal. Theses changes are characterized by figures of myelin in the cytoplasm of Schwann cells, pleomorphic and multivesiclar bodies, mitochondrias with morphologically altered crests in the axon terminal and degenerated junction folders. Coated vesicles are common in older animals and rare in young animals.

Effects of two proprioceptive neuromuscular facilitation techniques in different planes on hamstrings muscles of healthy subjects

Introduction: The proprioceptive neuromuscular facilitation technique (PNF) has been proven to be efficient, since it was found higher gain of joint range-of-motion compared to the classic stretching. This study aimed to perform a comparison between the muscular stretching techniques and the PNF hold-relax on the internal and external sagittal/diagonal plane.Method: Randomly divided in 3 groups by a drawing, 30 healthy male individuals have undergone the test. In group I the hold-relax technique was utilized on the sagittal plane, grupo II receveid hold-relax on the internal and external diagonals, and group III, on which an evaluation was performed, worked as control. All the groups went through tests on the first, fifth and fifteenth day after the application of the different approaches. In this evaluation it was used a Flexis (R) Fleximeter.Result: Group II (diagonal) obtained statistically significant gain of 13.99% in the immediate post-test and post test later obtained a loss of 4.81%, group I (sagittal) showed no statistical difference as the group III (control).Conclusion: We conclude that the technique of PNF in the diagonal plane is effective in the flexibility of the hamstring muscles.

Efeito imediato da estimulação elétrica neuromuscular seletiva do músculo VMO em pacientes com síndrome da dor femoropatelar

Patellofemoral pain syndrome (PFPS) is described as anterior or retropatellar pain knee in the absence of other pathologies and is frequently associated with dysfunction of the vastus medialis oblique (VMO). However, several studies have demonstrated the inability to selectively activate this muscle through exercise. To evaluate the effect of Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) selective VMO in women with syndrome. We evaluated thirty-eight women: twenty in the control group (24.15 ± 2.60 years) and eighteen diagnosed with PFPS (25.56 ± 3.55 years). Both groups were evaluated before and after a protocol of electro stimulation. To measure for comparing groups before and after treatment, we assessed the extensor torque concentric and eccentric knee through an isokinetic dynamometer, the intensity (Root Mean Square - RMS) and the onset of activation (onset) of VMO compared to the vastus lateralis (VL) in two types of exercise: open and closed kinetic chain. . Statistical analysis was performed using SPSS 15.0, with a significance level of 5%. Results: Our data showed an increase in the intensity of activation (RMS) of the VMO muscle after NMES in both study groups. During concentric contraction the RMS of the VMO before the NMES was 105.69 ± 32.26 μV and after a single intervention was 122.10 ± 39.62 μV (p = 0.048) for the control group. In the group with PPS, we found a similar behavior, with RMS of the VMO before NMES of 96.25 ± 18.83 μV and 139.80 ± 65.88 μV after the intervention (p = 0.0001). However, there was no evidence in the RMS value of VL muscle. The onset was calculated by subtracting the onset of VL by the onset of VMO. For the group with PFPS, the onset before the intervention was -0.007 ± 0.14 ms, indicating a delay of the VMO relative to VL, and after NMES was 0.074 ± 0.09 ms (p = 0.016), showing an activation previous VMO to VL. The same occurred for the control group. We also observed that NMES increased knee extensor power during the concentric contraction in both groups. Before the intervention the mean power was 28.97 ± 9.01 W for the PPS group and after NMES was 34.38 ± 7.61 W (p = 0.0001). Conclusion: We observed an increase in electromyographic activity of the VMO and also an anticipatory effect of this muscle

Influência da fadiga no comportamento neuromuscular do quadríceps femoral, após reconstrução do ligamento cruzado anterior

Muscle fatigue is a phenomenon that promotes physiological and biomechanical disorders and their changes in healthy subjects have been widely studied and have significant importance for care in preventing injuries, but we do not have many information about its effects in patients after ACL reconstruction. Thus, this study is to analyze the effects of fatigue on neuromuscular behavior of quadriceps after ACL reconstruction. To reach this objective, participants were forty men, twenty healthy (26,90 ± 6,29 years) and twenty after ACL reconstruction (29,75 ± 7,01 years) with a graft of semitendinosus and gracilis tendons, between four to six months after surgery. At first, there was an assessment of joint position sense (JPS) at the isokinetic dynamometer at a speed of 5°/s and target angle of 45° to analyze the absolute error of JPS. Next, we applied the a muscle fatigue protocol, running 100 repetitions of isokinetic knee flexion-extension at 90°/s. Concurrently with this protocol, there was the assessment of muscle performance, as the peak torque (PT) and fatigue index, and electromyographic activity (RMS and median frequency). Finally, we repeated the assessment of JPS. The statistical analysis showed that patients after ACL reconstruction have, even under normal conditions, the amended JPS compared with healthy subjects and that after fatigue, both have disturbances in the JPS, but this alteration is significantly exacerbated in patients after ACL reconstruction. About muscle performance, we could notice that these patients have a lower PT, although there are no differences between the dynamometric and EMG fatigue index. These findings show the necessity about the cares of pacients with ACL reconstruction in respect of the risks of articulate instability and overload in ligamentar graft