Sistemas de ayuda al diagnóstico y a la terapia funcional en enfermedades neurodegenerativas

El incremento de la esperanza de vida en los países desarrollados (más de 80 años en 2013), está suponiendo un crecimiento considerable en la incidencia y prevalencia de enfermedades discapacitantes, que si bien pueden aparecer a edades tempranas, son más frecuentes en la tercera edad, o en sus inmediaciones. Enfermedades neuro-degenerativas que suponen un gran hándicap funcional, pues algunas de ellas están asociadas a movimientos involuntarios de determinadas partes del cuerpo, sobre todo de las extremidades. Tareas cotidianas como la ingesta de alimento, vestirse, escribir, interactuar con el ordenador, etc… pueden llegar a ser grandes retos para las personas que las padecen. El diagnóstico precoz y certero resulta fundamental para la prescripción de la terapia o tratamiento óptimo. Teniendo en cuenta incluso que en muchos casos, por desgracia la mayoría, sólo se puede actuar para mitigar los síntomas, y no para sanarlos, al menos de momento. Aun así, acertar de manera temprana en el diagnóstico supone proporcionar al enfermo una mayor calidad de vida durante mucho más tiempo, por lo cual el esfuerzo merece, y mucho, la pena. Los enfermos de Párkinson y de temblor esencial suponen un porcentaje importante de la casuística clínica en los trastornos del movimiento que impiden llevar una vida normal, que producen una discapacidad física y una no menos importante exclusión social. Las vías de tratamiento son dispares de ahí que sea crítico acertar en el diagnóstico lo antes posible. Hasta la actualidad, los profesionales y expertos en medicina, utilizan unas escalas cualitativas para diferenciar la patología y su grado de afectación. Dichas escalas también se utilizan para efectuar un seguimiento clínico y registrar la historia del paciente. En esta tesis se propone una serie de métodos de análisis y de identificación/clasificación de los tipos de temblor asociados a la enfermedad de Párkinson y el temblor esencial. Empleando técnicas de inteligencia artificial basadas en clasificadores inteligentes: redes neuronales (MLP y LVQ) y máquinas de soporte vectorial (SVM), a partir del desarrollo e implantación de un sistema para la medida y análisis objetiva del temblor: DIMETER. Dicho sistema además de ser una herramienta eficaz para la ayuda al diagnóstico, presenta también las capacidades necesarias para proporcionar un seguimiento riguroso y fiable de la evolución de cada paciente. ABSTRACT The increase in life expectancy in developed countries in more than 80 years (data belongs to 2013), is assuming considerable growth in the incidence and prevalence of disabling diseases. Although they may appear at an early age, they are more common in the elderly ages or in its vicinity. Nuero-degenerative diseases that are a major functional handicap, as some of them are associated with involuntary movements of certain body parts, especially of the limbs. Everyday tasks such as food intake, dressing, writing, interact with the computer, etc ... can become large debris for people who suffer. Early and accurate diagnosis is crucial for prescribing optimal therapy or treatment. Even taking into account that in many cases, unfortunately the majority, can only act to mitigate the symptoms, not to cure them, at least for now. Nevertheless, early diagnosis may provide the patient a better quality of life for much longer time, so the effort is worth, and much, grief. Sufferers of Parkinson's and essential tremor represent a significant percentage of clinical casuistry in movement disorders that prevent a normal life, leading to physical disability and not least social exclusion. There are various treatment methods, which makes it necessary the immediate diagnosis. Up to date, professionals and medical experts, use a qualitative scale to differentiate the disease and degree of involvement. Therefore, those scales are used in clinical follow-up. In this thesis, several methods of analysis and identification / classification of types of tremor associated with Parkinson's disease and essential tremor are proposed. Using artificial intelligence techniques based on intelligent classification: neural networks (MLP and LVQ) and support vector machines (SVM), starting from the development and implementation of a system for measuring and objective analysis of the tremor: DIMETER. This system besides being an effective tool to aid diagnosis, it also has the necessary capabilities to provide a rigorous and reliable monitoring of the evolution of each patient.

Análisis de la modulación de voz ocasionada por el temblor vocal

La realización de este proyecto está basado en el estudio realizado por Jean Schoentgen en el cual el autor caracterizó el micro temblor vocal por medio del índice y la frecuencia de modulación. En este proyecto se utilizará la herramienta Matlab para el cálculo de estos parámetros y al finalizar se analizarán los datos obtenidos. El proyecto se ha dividido en tres grandes partes. En la primera de ellas se ha explicado brevemente los conceptos básicos de la voz y conceptos importantes tales como el temblor fisiológico, el patológico y el Jitter vocal entre otros, también se han detallado conceptos matemáticos utilizados en el desarrollo del código. Esto se realizó con el fin que el lector tenga claros algunos conceptos importantes antes del desarrollo del código y así pueda entender con más facilidad el estudio realizado en este proyecto, en esta parte no se ha realizado una explicación muy extensa de cada concepto, entendiendo que el lector posee unos conocimientos básicos de ingeniería, por otra parte existen innumerables libros que explican de una manera más precisa cada uno de estos conceptos. En la segunda parte se llevó a cabo el desarrollo del código. Como se mencionó anteriormente se ha utilizado la herramienta Matlab que es muy utilizada en la mayoría de las asignaturas de la carrera obteniendo así un buen dominio de esta, además posee unos toolbox muy útiles que facilitan los cálculos matemáticos. En esta parte se ilustra paso a paso cada etapa de elaboración del código y algunas graficas de la señal de voz a medida que pasa por cada etapa del código. En la última parte se obtienen los datos de todos los cálculos de los registros de voz y se analiza cada uno de ellos a la vez que se comparan con los del estudio de Jean Schoentgen y se analizan las posibles diferencias. ABSTRACT. The Project is based on the search made by Jean Schoentgen, whose research the micro tremor vocal can be established by frequency modulation and modulation index. This project has been carried out in Matlab to calculate the aforementioned parameters and finally, the results were contrasted with the results from Jean Shoetngen’s research. This project consists of three parts: The first of all, to be able to understand this project to future readers .It was explained different basic concepts about the voice such as physiologic tremor, pathological tremor and Jitter. Furthermore, mathematical concepts were explained in detail, due to these were used in the software development. Then, it was focused on software development such as the elaboration of code and different voice signals that were processed. This part was made with Matlab, which is mathematical software with high-level language for numerical computation, visualization, collaborate across disciplines including signal and image processing and application development. At finally, the acquired calculations were contrasted with the results from Jean Schoentgen’s research.

Most central nervous system D2 dopamine receptors are coupled to their effectors by Go

We reported previously that Go-deficient mice develop severe neurological defects that include hyperalgesia, a generalized tremor, lack of coordination, and a turning syndrome somewhat reminiscent of unilateral lesions of the dopaminergic nigro-striatal pathway. By using frozen coronal sections of serially sectioned brains of normal and Go-deficient mice, we studied the ability of several G protein coupled receptors to promote binding of GTPγS to G proteins and the ability of GTP to promote a shift in the affinity of D2 dopamine receptor for its physiologic agonist dopamine. We found a generalized, but not abolished reduction in agonist-stimulated binding of GTPγS to frozen brain sections, with no significant left–right differences. Unexpectedly, the ability of GTP to regulate the binding affinity of dopamine to D2 receptors (as seen in in situ [35S]sulpiride displacement curves) that was robust in control mice, was absent in Go-deficient mice. The data suggest that most of the effects of the Gi/Go-coupled D2 receptors in the central nervous system are mediated by Go instead of Gi1, Gi2, or Gi3. In agreement with this, the effect of GTP on dopamine binding to D2 receptors in double Gi1 plus Gi2- and Gi1 plus Gi3-deficient mice was essentially unaffected.

Papel do ecocardiograma transesofágico tridimensional na ótima seleção do dispositivo para o tratamento percutâneo da comunicação interatrial tipo ostium secundum

INTRODUCAO: A comunicação interatrial tipo \"ostium secundum\" é um defeito cardíaco congênito caracterizado pela deficiência parcial ou total da lâmina da fossa oval, também chamada de septo primo. Corresponde a 10 a 12% do total de cardiopatias congênitas, sendo a mais frequente na idade adulta. Atualmente a oclusão percutânea é o método terapêutico de escolha em defeitos com características anatômicas favoráveis para o implante de próteses na maioria dos grandes centros mundiais. A ecocardiografia transesofágica bidimensional com mapeamento de fluxo em cores é considerada a ferramenta padrão-ouro para a avaliação anatômica e monitoração durante do procedimento, sendo crucial para a ótima seleção do dispositivo. Neste sentido, um balão medidor é introduzido e insuflado através do defeito de forma a ocluí-lo temporariamente. A medida da cintura que se visualiza no balão (diâmetro estirado) é utilizada como referência para a escolha do tamanho da prótese. Recentemente a ecocardiografia tridimensional transesofágica em tempo real tem sido utilizada neste tipo de intervenção percutânea. Neste estudo avaliamos o papel da mesma na ótima seleção do dispositivo levando-se em consideração as dimensões e a geometria do defeito e a espessura das bordas do septo interatrial. METODO: Estudo observacional, prospectivo, não randomizado, de único braço, de uma coorte de 33 pacientes adultos portadores de comunicação interatrial submetidos a fechamento percutâneo utilizando dispositivo de nitinol autocentrável (Cera ®, Lifetech Scientific, Shenzhen, China). Foram analisadas as medidas do maior e menor diâmetro do defeito, sua área e as medidas do diâmetro estirado com balão medidor obtidas por meio das duas modalidades ecocardiográficas. Os defeitos foram considerados como elípticos ou circulares segundo a sua geometria; as bordas ao redor da comunicação foram consideradas espessas (>2 mm) ou finas. O dispositivo selecionado foi igual ou ate 2 mm maior que o diâmetro estirado na ecocardiografia transesofágica bidimensional (padrão-ouro). Na tentativa de identificar uma variável que pudesse substituir o diâmetro estirado do balão para a ótima escolha do dispositivo uma série de correlações lineares foram realizadas. RESULTADOS: A idade e peso médio foram de 42,1 ± 14,9 anos e 66,0 ± 9,4kg, respectivamente; sendo 22 de sexo feminino. Não houve diferenças estatísticas entre os diâmetros maior e menor ou no diâmetro estirado dos defeitos determinados por ambas as modalidades ecocardiográficas. A correlação entre as medidas obtidas com ambos os métodos foi ótima (r > 0,90). O maior diâmetro do defeito, obtido à ecoardiografia transesofágica tridimensional, foi a variável com melhor correlação com o tamanho do dispositivo selecionado no grupo como um todo (r= 0,89) e, especialmente, nos subgrupos com geometria elíptica (r= 0,96) e com bordas espessas ao redor do defeito (r= 0,96). CONCLUSÃO: Neste estudo em adultos com comunicações interatriais tipo ostium secundum submetidos à oclusão percutânea com a prótese Cera ®, a ótima seleção do dispositivo pôde ser realizada utilizando-se apenas a maior medida do defeito obtida na ecocardiografia transesofágica tridimensional em tempo real, especialmente nos pacientes com defeitos elípticos e com bordas espessas.

Avaliação da permeabilidade de fármacos antirretrovirais por meio de modelo ex vivo com emprego de segmentos da mucosa bucal de suínos

A via de administração oral é a forma favorita de administração de fármacos em função das vantagens que apresenta, dentre elas destacam-se: a adesão do paciente, conveniência e praticidade. Em função disto, a maioria dos medicamentos comercializados encontra-se disponível na forma farmacêutica de administração oral, entretanto, o sucesso de um tratamento medicamentoso por esta via requer que a absorção gastrointestinal do fármaco seja suficiente para assegurar a sua disponibilidade no local de ação (VOLPE, 2010). No entanto, a absorção do fármaco no trato gastrointestinal é complexa e pode ser influenciada por vários fatores, os quais têm impacto sobre a dissolução, solubilidade e permeabilidade do fármaco. Com o intuito de aumentar a biodisponibilidade de fármacos, que possuem absorção dificultada pela via oral, a via de administração pela mucosa bucal vem sendo uma alternativa na atualidade farmacêutica. Esta mucosa é um tecido não queratinizado, altamente vascularizado e apresenta poucas enzimas metabolizadoras. Tais características possibilitam boa absorção de fármacos sem que ocorra a metabolização pré-sistêmica, ou efeito de primeira passagem, somando-se ao fato desta apresentar fácil acessibilidade para a administração de fármacos (VRIES, M. E et al., 1991; NIELSEN, H. M &RASSING, M. R, 1999). Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a permeabilidade dos fármacos antirretrovirais (lamivudina e estavudina) por meio de modelo ex vivo em segmentos da mucosa bucal de suínos, com emprego de câmaras de difusão do tipo células de Franz. Para avaliação da permeabilidade bucal dos fármacos antirretrovirais, lamivudina e estavudina, e dos marcadores para transporte transcelular (metoprolol) e paracelular (fluoresceína sódica), empregou-se método ex-vivo, em células de Franz, com segmento de mucosa bucal de suíno ( a 37ºC, meio Ringer- Krebs- HEPES, pH 7,4), e Franz posterior análise das concentrações das substâncias permeadas (fármacos e marcadores) por cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados obtidos, por meio do protocolo desenvolvido, demonstram que o transporte através da via paracelular (marcador fluoresceína) foi mais expressivo que o transporte transcelular (marcador metoprolol), o que provavelmente se deve ao fato dos espaços intercelulares da mucosa bucal serem mais frouxos do que aqueles observados na mucosa intestinal (junções íntimas). Quanto à lamivudina e estavudina, os resultados de permeabilidade indicaram que estes fármacos permearam por mecanismo semelhante ao do metoprolol, isto é, por via transcelular.

Efeito da dieta líquida sobre o desempenho de leitões neonatos e seus reflexos na matriz suína

Para ser competitivo atualmente, o sistema intensivo de produção de suínos deve estar pautado na eficiência. A fim de obter esta eficiência produtiva, o avanço genético das ultimas décadas buscou por fêmeas suínas cada vez mais prolíficas. A prolificidade contudo, veio acompanhada por uma queda no consumo voluntário de alimento por parte das fêmeas, bem como um aumento na produção de leite, e no número de leitões nascidos; o aumento da leitegada, levou a uma redução do peso ao nascimento e um aumento da heterogeneidade entre os leitões. Como forma de contornar o problema, são oferecidas aos leitões dietas formuladas com ingredientes de alto valor biológico a partir dos sete dias de vida, procurando suprir a demanda nutricional do animal durante o período de amamentação e preparar seu sistema digestório para o desmame. Contudo, grande parte das dietas formuladas para os leitões neonatos são oferecidas aos animais em sua forma sólida. Neste projeto, avaliamos os efeitos sobre a performance de leitões neonatos e da performance reprodutiva da fêmea suína do oferecimento de uma dieta líquida para os leitões neonatos, dieta esta que foi disponibilizada aos animais através de um sistema automatizado que realizou a mistura do alimento em sua forma sólida com a água. Para tais avaliações, os leitões ao nascer foram alocados em três grupos distintos, recebendo a dieta em sua forma líquida, em sua forma sólida ou então apenas o leite materno. Foram avaliadas variáveis zootécnicas relacionadas aos leitões, como peso, ganho diário de peso, consumo de ração, conversão alimentar, mortalidade pré-desmame; frequência de dias com diarreia nos leitões em fase de maternidade e creche. Foram eutanasiados leitões aos 14 e aos 28 dias de idade, para a realização do exame morfométrico da altura de vilosidade, profundidade de cripta e a relação entre a altura de vilosidade e profundidade de cripta nas porções do duodeno, jejuno e íleo. Avaliamos também o impacto do uso da dieta líquida sobre o catabolismo sofrido pela fêmea durante a lactação, através da aferição do peso e da espessura de toucinho desta fêmeas durante o período lactacional e também a duração do intervalo desmame estro e a duração do estro subsequente ao desmame. Não verificamos contudo um melhor desempenho zootécnico dos leitões nos períodos de maternidade e creche, tão pouco uma alteração favorável quanto a frequência de dias com diarreia nas duas fases em relação aos leitões que não consumiram nenhum tipo de suplementação. Quanto aos parâmetros morfométricos do intestino delgado, apenas aos 28 dias de idade os leitões que receberam a dieta líquida apresentaram maiores alturas de vilosidades no íleo em relação aos leitões que consumiram a dieta sólida e os animais do grupo controle apresentaram menores profundidades de cripta no mesmo seguimento e idade quando comparados aos demais animais. Contudo, estas alterações não foram o suficiente para garantir diferenças na relação altura de vilosidade:profundidade de cripta. E ainda, a suplementação independente de sua forma não reduziu o catabolismo sofrido pela fêmea suína durante a lactação

Análise multigênica de rotavírus do grupo A em suínos

Os rotavírus do grupo A (RVA) são importantes causadores de diarreias virais em crianças e animais jovens de diferentes espécies, com impactos na saúde pública e animal. Visando contribuir para o entendimento e prevenção das rotaviroses assim como suas possíveis relações zoonóticas, caracterizou-se os 11 segmentos de dsRNA de rotavírus codificadores das proteínas estruturais e não estruturais presentes em amostras fecais positivas de suínos coletadas nos anos de 2012-2013, em 2 estados brasileiros. Mediante o emprego de RT-PCR, sequenciamento nucleotídico e análises filogenéticas, todos os segmentos genéticos oriundos de 12 amostras de RVA detectados em suínos foram analisados e comparados com os de outras amostras descritas previamente. As sequências obtidas para os genes codificadores das proteínas NSP2, NSP3 e VP6 contemplaram a open reading frame (ORF) completa do gene, enquanto que a ORF parcial foi determinada para os genes codificadores das proteínas VP1, VP2, VP3, VP4, VP7, NSP1, NSP4, NSP5 e NSP6. Os genotipos de rotavírus suíno provenientes das regiões amostradas concordam com os mais frequentemente descritos nesta espécie animal, apresentando, assim, uma matriz genética suína com a maioria dos segmentos pertencentes à constelação genotípica 1, com exceção dos genes codificadores das proteínas VP6 e NSP1, os quais foram os genotipos I5 e A8, respectivamente. Apesar de predominar o genotipo 1 (Wa-like) nas sequências deste estudo, a análise genômica sugere a existência de uma variação intragenotípica no genoma do rotavírus do grupo A atualmente circulante nas populações suína amostradas dos estados de São Paulo e Mato Grosso. Adicionalmente, buscou-se identificar os aminoácidos relacionados com a adaptação dos rotavírus no hospedeiro e assinaturas genéticas que distinguissem RVA suíno e humano. Para isso, as sequências obtidas neste estudo foram comparadas com outras cepas de RVA detectadas nestas duas espécies e pertencentes ao genotipo 1 (Wa-like) disponíveis no Genbank. Como resultados foram encontrados mais de 75 sítios de mudanças deaminoácidos que diferenciam RVA suíno e humano além de sítios de substituiçãopresentes em algumas proteínas virais que frequentemente covariaram entre elas. Estes resultados proporcionam um maior entendimento da diversidade viral circulante em unidades de produção suína e uma melhor compreensão dos animaiscomo reservatórios genéticos de cepas de rotavírus emergentes em humanos.

Modeling the role of fixational eye movements in real-world scenes

Our eyes never remain still. Even when we stare at a fixed point, small involuntary movements take place in our eyes in an imperceptible manner. Researchers agree on the presence of three main contributions to eye movements when we fix the gaze: microsaccades, drifts and tremor. These small movements carry the image across the retina stimulating the photoreceptors and thus avoiding fading. Nowadays it is commonly accepted that these movements can improve the discrimination performance of the retina. In this paper, several retina models with and without fixational eye movements were implemented by mean of RetinaStudio tool to test the feasibility of these models to be incorporated in future neuroprostheses. For this purpose each retina model has been stimulated with natural scene images in two experiments. Results are discussed from the point of view of a neuroprosthesis development.

Evaluación del temblor humano a través de dispositivos de bajo coste

El temblor humano puede definirse como un movimiento rápido y, en cierta manera, rítmico de una o más partes del cuerpo. En algunas personas, este movimiento puede ser un síntoma de alguna alteración a nivel neurológico. Desde el punto de vista matemático, el temblor humano puede ser definido como una suma ponderada de diferentes señales sinusoidales que causan oscilaciones de algunas partes del cuerpo. Esta sinusoide se repite en el tiempo pero su amplitud y frecuencia cambian lentamente. Por esta razón, la amplitud y la frecuencia son consideradas factores importantes en la clasificación del temblor y por tanto útiles en su diagnóstico. En este artículo, se presenta una herramienta de ayuda al diagnóstico del temblor humano. Esta herramienta usa un dispositivo hardware de bajo coste (<$40) y permite calcular las principales componentes de esta sinusoide asociada al temblor de una manera precisa. Como casos de estudio se presentan su aplicación a dos casos reales para probar la bondad de los algoritmos desarrollados. Los casos muestran pacientes que sufrían temblores con distinta severidad y que han realizado una serie de tests con el dispositivo para que el sistema calculara las principales componentes del temblor. Estas medidas aportadas por el sistema ayudarían en un futuro a los expertos a tomar decisiones más precisas permitiéndoles centrarse en determinadas fases del test o la realización de tests más específicos para evaluar mejor las características propias del temblor del paciente. De la experimentación realizada podemos afirmar que no todos los tests son válidos para el diagnóstico para todos los pacientes. Será finalmente la experiencia del profesional el que decidirá finalmente qué test o conjunto de tests son los más apropiados para cada paciente.

Identificación de aspectos inmunológicos en la infección placentaria por Trypanosoma cruzi en modelos in vitro e in vivo.

El Trypanosoma cruzi, agente causal del Chagas, atraviesa la placenta, pudiendo infectar el feto y causando la enfermedad de Chagas congénita. Hay evidencias de que la competencia inmunológica de la placenta juega un rol en la transmisión congénita. El proceso de infección placentario puede verse modificado por el juego entre factores deletéreos para T. cruzi, como el óxido nítrico (NO), estrés nitrosativo-oxidativo (EO) y la cantidad de parásitos y capacidad de la célula parasitaria de resistir, invadir y proliferar dentro del tejido placentario. El factor inhibitorio de la migración de macrófagos (MIF) es una citoquina proinflamatoria que juega un importante rol inmuno-regulatorio que estimula la producción de NO. Por ello postulamos como hipótesis que T. cruzi incrementa la producción de MIF en placenta, con aumento de citoquinas proinflamatorias, óxido nítrico e incremento del estrés nitrosativo, participando en la infección de la placenta y el mecanismo de transmisión congénita de la enfermedad. Los objetivos específicos son: a)Analizar el sistema MIF - ICAM1 - NO en la infección de explantos de vellosidades placentarias por formas trypomastigotes del T. cruzi en diseños experimentales in vitro. b)Verificar estado de estrés oxidativo-nitrosativo y alteraciones de la barrera placentaria inducido por óxido nítrico en explantos placentarios en presencia de T. cruzi in vitro. c)Analizar la expresión de MIF e ICAM-1 en placentas en un modelo de Chagas congénito en ratones infectados con T. cruzi de la cepa Tulahuen con dieta normoproteica y normocalorica. d)Verificar nivel de transmisión congénita en las crías de ratones infectados por T. cruzi según expresión de MIF e ICAM1 con dietas normales para estos animales. Los diseños experimentales serán in Vitro mediante empleo de explantos de placentas en cultivo en interacción con formas infectivas de T. cruzi y diseños en ratones en un modelo de transmisión congénita. Las técnicas a emplear serán cultivos de tejidos, técnicas inmunohistoquímicas, western blot, PCR y qPCR, RT-qPCR, mediciones analíticas en medios de cultivos y plasma y suero de ratones. Esperamos encontrar una respuesta inflamatoria exacerbada, como ya ha sido descripta en embarazadas que produjeron transmisión congénita de la enfermedad de Chagas a sus hijos, el incremento de citoquinas pro-inflamatorias y del estrés nitrosativo como el observado in vitro inducido por T. cruzi, (resultados preliminares) que podrían dañar la barrera placentaria y favorecer la transmisión congénita de la enfermedad de Chagas mediada por MIF. Como MIF se puede detectar en circulación sanguínea de la embarazada que en parte es aportado por la placenta (Cardalopolis y col., 2012), podría emplearse como un indicador de la probabilidad de transmisión congénita de la enfermedad.

Revisiting a series of epithelial salivary gland tumors in children and adolescents in southern Portugal

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Lúpus eritematoso neonatal

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

A doença de Parkinson no doente idoso

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Motor unit synchronization between medial and lateral vasti muscles

Objective: Accurate neuromuscular control of the patellofemoral joint is important in knee joint mechanics. Strategies to coordinate the vasti muscles, such as motor unit synchronization, may simplify control of patellar tracking. This study investigated motor unit synchronization between vastus medialis (VM) and lateralis (VL). Methods: Electromyographic (EMG) recordings of single motor unit action potentials (MUAPs) were made from VM and single- and multi-unit recordings were made from VL. Synchronization was quantified from peaks in the cross-correlogram generated from single MUAP pairs in VL and VM. The proportion of motor units in VM with synchronized firing in VL was also quantified from peaks in averages of multiunit VL EMG triggered from the VM MUAP. Results: A high degree of synchronization of motor unit firing between VM and VL was identified. Results were similar for cross-correlation (similar to 45% of cases) and triggered averages (similar to 41% of cases). Conclusions: The data suggest that synchronization between VM and VL is higher than expected. Agreement between traditional cross-correlation and triggered averaging methods suggest that this new technique may provide a more clinically viable method to quantify synchronization. Significance: High synchronization between VM and VL may provide a solution to simplify control of the mechanically unstable patellofemoral joint. (c) 2005 International Federation of Clinical Neurophysiology. Published by Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Guidelines for filming digital camera video clips for the assessment of gait and movement disorders by teleneurology

Digital still cameras capable of filming short video clips are readily available, but the quality of these recordings for telemedicine has not been reported. We performed a blinded study using four commonly available digital cameras. A simulated patient with a hemiplegic gait pattern was filmed by the same videographer in an identical, brightly lit indoor setting. Six neurologists viewed the blinded video clips on their PC and comparisons were made between cameras, between video clips recorded with and without a tripod, and between video clips filmed on high- or low-quality settings. Use of a tripod had a smaller effect than expected, while images taken on a high-quality setting were strongly preferred to those taken on a low-quality setting. Although there was some variability in video quality between selected cameras, all were of sufficient quality to identify physical signs such as gait and tremor. Adequate-quality video clips of movement disorders can be produced with low-cost cameras and transmitted by email for teleneurology purposes.