Simulação de Robôs Quadrúpedes Utilizando o SimMechanics

Desde sempre o Homem procurou automatizar tarefas repetitivas. Tanto na indústria como no sector doméstico ou de comércio estão constantemente a surgir novos equipamentos procurando aumentar o nível de automação de diversas tarefas. A necessidade de empresas criadoras de produtos inovadores se manterem concorrenciais obrigou à adopção de métodos de projecto e planeamento mais estruturados e eficientes que eliminem os desperdícios tanto de material como de tempo. Diversas construções em termos orçamentais e o aumento da procura de produtos de alta qualidade a baixo custo deu origem a um novo tipo de programas, os programas de simulação virtual. Tal como na indústria, também na investigação nas Instituições de Ensino Superior se procuram adoptar os métodos de trabalho mais eficientes possíveis. Uma parte dos programas de simulação robótica utilizados hoje em dia na investigação no Instituto Superior de Engenharia do Porto estão concebidos em linguagem C. Embora esta linguagem seja extremamente capaz, existem métodos mais adequados de simulação que aceleram o processo de modelação permitindo a visualização do movimento e simulação de diversas situações potencialmente criticas sem existir a necessidade de construção de um protótipo funcional do robô. Durante o último ano, este projecto permitiu construir um modelo de um robô quadrúpede num programa de simulação virtual chamado Simmechanics™. Embora haja já algum trabalho desenvolvido nesta área, constatou-se que a informação existente possuía algumas lacunas. Com o trabalho desenvolvido preparou-se esta dissertação que pretende clarificar algumas questões que surgem na modelação de um robô. Neste documento explica-se como modelar um robô de corpo flexível, modelar as pernas e as respectivas juntas da anca e do joelho assim como também se apresenta a modelação de um contacto com o solo recorrendo a um modelo descrito na literatura. Este documento foi escrito a pensar no leitor, procurando-se explicar de forma simples mas concisa os diversos passos necessários para construir um modelo virtual de um robô. O autor espera, desta forma, ajudar futuros colegas que pretendam trabalhar com o Simmechanics™ a mais facilmente se integrarem com o programa aumentando desta forma o declive da curva de aprendizagem e permitindo um maior aproveitamento desta ferramenta.

Nefrectomia Radical e Nefroureterectomia Laparoscópica "Hand-Assited": a Experiência dos Primeiros 21 Casos

Objectivos: Os autores apresentam a sua casuística com os primeiros 21 casos submetidos a nefrectomia radical e nefroureterectomia laparoscópica "hand- assisted" e laparoscópica pura. Material e Métodos: Entre o período de Janeiro 2003 a Junho de 2004 procedeu-se à realização de nefrectomia radical e nefroureterectomia laparoscópica em 21 doentes com o diagnóstico clínico de carcinoma de células renais e de carcinoma de células de transição do trato urinário alto. Optámos pela assistência da mão apenas quando útil ou necessário. Realizamos 16 nefrectomias radicais laparoscopicas "hand-assisted", 2 nefroureterectomias radicais laparoscopicas "hand- assisted" com desincer- ção endoscópica do meato ureteral e 3 nefrectomias radicais laparoscopicas "puras". A idade média deste grupo foi de 62 anos.O diâmetro médio da massa renal foi de 4,8 cm. O diagnóstico anatomo-patológico revelou a existência de 17 carcinomas de células renais, 2 carcinomas de células de transição, 1 hemangioma e 1 quisto renal complicado. Tivemos uma taxa de conversão de 5%, e a duração da cirurgia foi de 1,46 horas. O follow- up destes doentes variou entre 1 e 2 anos, não se tendo verificado quaisquer recidivas. Nesta série houve um re-internamento. Conclusão: a nefrectomia radical laparoscópica "hand-assisted" e a nefroureterectomia laparoscópica "hand-assisted" são exequíveis sendo a curva de aprendizagem relativamente curta. A taxa de complicações é baixa.

O consumidor participativo - como a Internet e os dispositivos móveis transformam a compra numa experiência social

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Ciências da Comunicação

A procura de gasóleo em Portugal

Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um modelo de procura de gasóleo em Portugal. O modelo econométrico incorpora a característica essencial da procura das fontes de energia: o seu carácter derivado, i.e. a sua procura depende de um stock de aparelhos consumidores, cuja extensão e taxa de utilização condiciona directamente o consumo da energia.

Focal Malignant Liver Lesions: Diagnosis by Dynamic Incremental CT, Early Phase

The purpose of our study was to evaluate the accuracy of dynamic incremental bolus-enhanced conventional CT (DICT) with intravenous contrast administration, early phase, in the diagnosis of malignancy of focal liver lesions. A total of 122 lesions were selected in 74 patients considering the following criteria: lesion diameter 10 mm or more, number of lesions less than six per study, except in multiple angiomatosis and the existence of a valid criteria of definitive diagnosis. Lesions were categorized into seven levels of diagnostic confidence of malignancy compared with the definitive diagnosis for acquisition of a receiver-operator-characteristic (ROC) curve analysis and to determine the sensitivity and specificity of the technique. Forty-six and 70 lesions were correctly diagnosed as malignant and benign, respectively; there were 2 false-positive and 4 false-negative diagnoses of malignancy and the sensitivity and specificity obtained were 92 and 97%. The DICT early phase was confirmed as a highly accurate method in the characterization and diagnosis of malignancy of focal liver lesions, requiring an optimal technical performance and judicious analysis of existing semiological data.

Proposta de Reconversão de linhas Ferroviárias para Linhas de Levitação Magnética Caso de Estudo Brasil

Trabalho realizado para a disciplina de Dissertação, Projeto ou Estágio do Instituto Superior Técnico de Engenharia do Porto, no ano letivo de 2014/2015, com a proposta de Dissertação no âmbito da transição das convencionais vias de ferrovia para as vias de levitação magnética, como parte dos requisitos à obtenção dos ECTS necessários à classificação final. Propõe-se nesta dissertação a aplicação de um sistema de levitação magnética que resulta da evolução dos sistemas existentes. A proposta exposta é uma melhoria que consiste numa possibilidade teórica de o trilho conseguir através do magnetismo, aplicar uma rotação ao veículo necessária em curva e ajustar essa rotação à velocidade a que se desloca. Para que este sistema funcione sugere-se a introdução de mais um campo magnético no trilho, que tem como função rodar o veículo em curva e substituir a sobrelevação ou escala do convencional trilho. Sugere-se que este sistema seja aplicado no território brasileiro em três fases distintas. Ligando numa primeira fase as três maiores cidades, seguido do litoral e por fim o interior do Brasil. A aplicação deste sistema no Brasil pode apresentar ser a solução ideal, em termos de velocidade e conforto, contudo é um sistema que necessita de estudos mais aprofundados.

Determinação da tenacidade à fratura em corte (GIIc) de adesivos estruturais pelo ensaio End-Notched Flexure (ENF)

Os adesivos têm sido alvo de estudo ao longo dos últimos anos para ligação de componentes a nível industrial. Devido à crescente utilização das juntas adesivas, torna-se necessária a existência de modelos de previsão de resistência que sejam fiáveis e robustos. Neste âmbito, a determinação das propriedades dos adesivos é fundamental para o projeto de ligações coladas. Uma abordagem recente consiste no uso de modelos de dano coesivo (MDC), que permitem simular o comportamento à fratura das juntas de forma bastante fiável. Esta técnica requer a definição das leis coesivas em tração e corte. Estas leis coesivas dependem essencialmente de 2 parâmetros: a tensão limite e a tenacidade no modo de solicitação respetivo. O ensaio End-Notched Flexure (ENF) é o mais utilizado para determinar a tenacidade em corte, porque é conhecido por ser o mais expedito e fiável para caraterizar este parâmetro. Neste ensaio, os provetes são sujeitos a flexão em 3 pontos, sendo apoiados nas extremidades e solicitados no ponto médio para promover a flexão entre substratos, o que se reflete numa solicitação de corte no adesivo. A partir deste ensaio, e após de definida a tenacidade em corte (GIIc), existem alguns métodos para estimativa da lei coesiva respetiva. Nesta dissertação são definidas as leis coesivas em corte de três adesivos estruturais através do ensaio ENF e um método inverso de ajuste dos dados experimentais. Para o efeito, foram realizados ensaios experimentais considerado um adesivo frágil, o Araldite® AV138, um adesivo moderadamente dúctil, o Araldite® 2015 e outro dúctil, o SikaForce® 7752. O trabalho experimental consistiu na realização dos ensaios ENF e respetivo tratamento dos dados para obtenção das curvas de resistência (curvas-R) através dos seguintes métodos: Compliance Calibration Method (CCM), Direct Beam Theory (DBT), Corrected Beam Theory (CBT) e Compliance-Based Beam Method (CBBM). Os ensaios foram simulados numericamente pelo código comercial ABAQUS®, recorrendo ao Métodos de Elementos Finitos (MEF) e um MDC triangular, com o intuito de estimar a lei coesiva de cada um dos adesivos em solicitação de corte. Após este estudo, foi feita uma análise de sensibilidade ao valor de GIIc e resistência coesiva ao corte (tS 0), para uma melhor compreensão do efeito destes parâmetros na curva P- do ensaio ENF. Com o objetivo de testar adequação dos 4 métodos de obtenção de GIIc usados neste trabalho, estes foram aplicados a curvas P- numéricas de cada um dos 3 adesivos, e os valores de GIIc previstos por estes métodos comparados com os respetivos valores introduzidos nos modelos numéricos. Como resultado do trabalho realizado, conseguiu-se obter uma lei coesiva única em corte para cada um dos 3 adesivos testados, que é capaz de reproduzir com precisão os resultados experimentais.

Tradução, Adaptação e Validação para o Português da Escala de Sunderland e da Escala Revista de Cubbin & Jackson

Objetivo: Traduzir para o português e avaliar as propriedades de medidas da Escala de Sunderland e da Escala Revista de Cubbin & Jackson, instrumentos cuja finalidade é avaliar o risco de desenvolvimento de úlceras por pressão em terapia intensiva. Métodos: O estudo compreendeu os processos de tradução e de adaptação das escalas à língua portuguesa, bem como o processo de validação dos instrumentos em estudo. A amostra foi constituída por 90 pacientes internados na unidade de terapia intensiva. Na avaliação da fiabilidade, foram identificados valores de alfa de Cronbach de 0,702 e de 0,708 para a Escala de Sunderland e a Escala Revista de Cubbin & Jackson, respectivamente. A validação de critério (preditiva) foi realizada comparativamente com a Escala de Braden (padrão-ouro), sendo as principais medidas avaliadas a sensibilidade, a especificidade, o valor preditivo positivo, o valor preditivo negativo e a área sob uma curva,que foram calculadas com base nos pontos de corte definidos pelos autores. Resultados: A Escala de Sunderland obteve 60% de sensibilidade, 86,7% de especificidade, 47,4% de valor preditivo positivo, 91,5% de valor preditivo negativo e 0,86 para a área sob uma curva. A Escala Revista de Cubbin & Jackson obteve 73,3% de sensibilidade, 86,7% de especificidade, 52,4% de valor preditivo positivo, 94,2% de valor preditivo negativo e 0,91 para a área sob uma curva. A Escala de Braden obteve 100% de sensibilidade, 5,3% de especificidade, 17,4% de valor preditivo positivo, 100% de valor preditivo negativo e 0,72 para a área sob uma curva. Conclusão: Ambos os instrumentos demonstram possuir fiabilidade e validade para a utilização. Nessa amostra, a Escala Revista de Cubbin & Jackson obteve melhores valores preditivos para desenvolvimento de úlceras por pressão em terapia intensiva.

Cálculo do limite superior para a capacidade discriminante de modelos preditivos baseados na informação disponível – variáveis dependentes dicotómicas

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Estatística e Gestão de Informação.

Processo de cálculo automático de colunas mistas

Este relatório é elaborado no âmbito do estágio curricular no regime de parceria entre o Instituto Superior de Engenharia do Porto e o gabinete de projetos SE2P – Sociedade de Engenharia, Projetos e Planeamento, Lda. O tema do estágio é o estudo de colunas mistas aço-betão na vertente de projeto, mais concretamente através da criação dum processo de cálculo automático integrado com o modelo estrutural global. Aplicam-se os métodos de dimensionamento dos eurocódigos estruturais na avaliação da segurança dos estados limites. Avaliam-se as propriedades geométricas, determina-se a curva de interação, calcula-se a posição do eixo neutro donde se inferem os estados de tensão em flexão desviada ao nível da secção, necessários às verificações de segurança. O processo de cálculo tem por base uma folha de cálculo desenvolvida em Excel que, com ajuda do Visual Basic for Applications, comunica com o software de modelação e cálculo estrutural Autodesk Robot Professional Analisys. Cria-se fluxos de informação que possibilitam o cálculo iterativo de colunas mistas permitindo ajustar e por esta via otimizar as soluções de dimensionamento. A exportação de relatórios de cálculo detalhados para cada coluna constitui uma mais-valia para gabinetes de engenharia quando comparada com outras soluções de dimensionamento existentes no mercado. A aplicação do processo de cálculo desenvolvido a múltiplas combinações de soluções de colunas mistas permitiu analisar comparativamente os resultados obtidos e a criação de tabelas e ábacos que poderão ser úteis em cenários de pré-dimensionamento e de anteprojeto.

Artroplastia Unicompartimental do Joelho Oxford Phase 3. Resultados a Médio Prazo

Introdução: A artroplastia unicompartimental evoluiu nos últimos 40 anos, sendo hoje em dia considerada uma estratégia cirúrgica apropriada para a osteoartrose do compartimento interno da articulação do joelho. Desenvolvimentos nos instrumentos cirúrgicos, desenho do implante, abordagem cirúrgica e selecção dos doentes levaram a uma grande melhoria dos resultados pós-operatórios e aumento da longevidade das próteses unicompartimentais do joelho. Comparada com a prótese total, tem como vantagens a preservação óssea, menos complicações pós‐operatórias (perdas sanguíneas, dor pós‐operatória, taxa de infecção, trombose venosa profunda (TVP) e tromboembolismo pulmonar (TEP)), manutenção da normal cinemática do joelho, alta precoce e reabilitação mais rápida. A prótese unicompartimental Oxford phase 3 foi introduzida em 1998 e é uma prótese cimentada com menisco móvel de polietileno. Material e Métodos: Foi realizado um estudo retrospectivo das artroplastias unicompartimentais do joelho Oxford phase 3 realizadas no nosso serviço. Desde 2006 realizaram-se 37 artroplastias unicompartimentais (num total de 34 doentes). Sete dos quais não compareceram à avaliação pós-operatória e por isso foram excluídos do estudo. Todos os doentes incluídos no estudo foram avaliados clínica e radiograficamente. Foram revistos os processos de consulta e do internamento. Registou-se a idade,sexo, classificação ASA (American Society of Anesthesiologists), grau de satisfação, flexão‐extensão actual, Oxford knee score pré e pós‐operatório e alterações radiográficas a salientar. Resultados: O follow‐up médio foi de 47 meses (10 ‐ 83 meses). A idade média dos doentes é de 64 anos, com predomínio do sexo feminino. O ASA médio foi de 2,4. Um dos doentes foi submetido a conversão para artroplastia total do joelho por falência do componente tibial. Há 2 doentes não satisfeitos com a cirurgia (que corresponde aos doentes em que o Oxford knee score piorou). Há 1 doente pouco satisfeito e 23 satisfeitos ou muito satisfeitos. Todos os doentes conseguem fazer extensão completa e a média de flexão é 111º. A média do Oxford knee score pré‐operatório é de 17,4 (5 ‐ 30) e pós‐operatório é 36,6 (11 ‐ 48). Radiologicamente, há uma média de desvio em varo de 1,68º (varo 8º ‐ valgo 5º). Ocorreu artrose femoro‐tibial externa em três casos (dois dos quais também com artrose femoro‐patelar),um caso com slope tibial exagerado (19º), um caso com componente femoral em varo (15º), um caso com componente tibial demasiado grande com protusão interna, um caso de extrusão do menisco de polietileno, um caso com o componente tibial em valgo e um caso com falência deste (descelamento?) com provável necessidade de conversão para artroplastia total. Dos doentes não avaliados não há registo de conversão para artroplastia total do joelho ou outras complicações. Discussão: A larga maioria dos doentes encontram‐se satisfeitos ou muito satisfeitos, havendo uma melhoria do Oxford knee score para mais do dobro. Não se registaram complicações pós‐operatórias imediatas. Das artropastias unicompartimentas realizadas só uma foi convertida para artroplastia total e outra provavelmente a necessitar de conversão, com uma longevidade de 94,6% aos 47 meses (em média). Conclusão: A artroplastia unicompartimental do joelho demonstrou‐se uma excelente opção para doentes com osteoartrose não-inflamatória do compartimento interno do joelho. Para se obterem bons resultados os doentes devem ser criteriosamente seleccionados. Considerando a curva de aprendizagem necessária para o sucesso da cirurgia, a pouca experiência da maioria dos cirurgiões que colocaram as próteses não teve influência nos resultados finais, estando de acordo com a literatura existente, provando que a artroplastia unicompartimental do joelho tem bons resultados clínicos e funcionais. Um maior tempo de follow-up será necessário para se avaliar a longevidade das próteses unicompartimentais.

Eye insight

Dissertação para Obtenção do grau de Mestrado em Arte e Ciência do Vidro

Caracterização do betão reforçado com fibras de aço

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil-Perfil de Estruturas

Hiperlordose Lombar

Objectivos: Pretendeu-se fazer uma revisão da literatura disponível sobre hiperlordose lombar: apresentar uma definição, abordar a etiopatogenia, o diagnóstico e enunciar a classificação etiológica, descrevendo para cada forma as suas particularidades, fisiopatologia, clínica e tratamento, incidindo na reabilitação. Material e Métodos: Foram pesquisados livros de texto de referência de Medicina Física e de Reabilitação (MFR) e artigos de bases de dados electrónicas, utilizando os termos “hiperlordose lombar”, “hiperlordose”, “lordose lombar” e “lordose”. Limitou-se a procura a artigos de revisão publicados na língua inglesa ou francesa, em que o termo utilizado constasse no título, resumo e/ou palavras-chave e em que estivesse disponível o resumo e o artigo completo. Após a selecção de informação, o suporte bibliográfico constou em 4 capítulos de livros de texto e 40 artigos científicos. Resultados: A lordose lombar é uma curva no plano sagital da coluna lombar com vértice anterior, que pode ser medida na radiografia de perfil, utilizando o método de Cobb. A Scoliosis Research Society (SRS) estipulou como ângulos fisiológicos o intervalo entre 31º e 79º. O diagnóstico de hiperlordose lombar é estabelecido quando se identifica uma curva com um ângulo superior ao fisiológico. Esta patologia é mais frequentemente assintomática, embora se possa manifestar por lombalgia e diminuição da flexibilidade da coluna lombar. De acordo com a SRS, pode ser classificada em postural (forma mais frequente), congénita (devido a anomalias do desenvolvimento embrionário vertebral), pós-laminectomia (iatrogénica), neuromuscular (resultando de desequilíbrios do tónus e da força muscular), secundária a contractura em flexão da anca e associada a outras causas. As formas associadas a espondilólise (frequente em adolescentes que praticam desportos que envolvem hiperextensão lombar repetitiva) e espondilolistese (atribuível a múltiplas etiologias) foram incluídas na classificação por vários autores. A abordagem da MFR no tratamento da hiperlordose lombar pode envolver medidas gerais, cinesiterapia e utilização de ortóteses; alguns casos têm indicação cirúrgica. Conclusões: A hiperlordose lombar é uma alteração estática da coluna de diagnóstico simples, assente no exame físico e confirmação radiológica. A intervenção da MFR tem um papel preponderante na detecção desta patologia e no benefício das suas opções terapêuticas, visando a melhoria da qualidade de vida dos doentes.

Escolioses Congénitas: Diagnóstico e Tratamento

A escoliose congénita persiste como uma entidade desafiante para o clínico de Medicina Física e de Reabilitação. Deve-se a uma anomalia do desenvolvimento vertebral, condicionando uma apresentação em idades mais jovens, comparativamente à maioria das escolioses idiopáticas. As curvaturas congénitas tendem a ser rígidas e refractárias ao tratamento conservador, o que aliado ao potencial de crescimento vertebral remanescente, pode resultar em graves deformidades da coluna. Os autores fazem uma revisão da literatura publicada subordinada a escolioses congénitas, visando a actualização dos aspectos fundamentais do respectivo diagnóstico e tratamento. As anomalias vertebrais são classificadas em defeitos de segmentação, formação ou mistos. Os defeitos de formação podem ser completos ou parciais, dando origem a uma hemivértebra ou a uma vértebra em cunha. Entre os defeitos de segmentação, distinguem-se as barras não segmentadas e, na ausência completa de formação do disco, o bloco vertebral. A avaliação consiste numa história clínica detalhada, incluindo os antecedentes pré-natais, o parto e neonatais, história familiar, etapas do desenvolvimento psicomotor e revisão de sistemas. O exame objectivo inclui um exame cuidado do ráquis, alterações cutâneas, deformidades torácicas, genitais, das mãos e pés e exame neurológico. É importante o reconhecimento de anomalias congénitas associadas, nomeadamente intra-espinhais, genito-urinárias, cardiovasculares entre outras. O diagnóstico atempado e o seguimento clínico, são a chave para evitar a progressão da escoliose e o aparecimento de complicações. A radiologia simples permite o diagnóstico das malformações vertebrais, a quantificação da progressão da curva escoliótica e a determinação do potencial de crescimento. A evolução depende da área envolvida, do tipo de anomalia vertebral, idade na altura do diagnóstico, da compensação e padrão da curva. A presença de uma barra não segmentada unilateral está associada a mau prognóstico. A vértebra em bloco alia-se ao melhor prognóstico. Apesar de o tratamento ortóptico permanecer controverso, a possibilidade de atraso da progressão da curvatura escoliótica, permitindo a cirurgia mais tardia, justificam-no como opção terapêutica, em casos seleccionados. O tratamento é cirúrgico nas curvaturas escolióticas curtas, rígidas e progressivas. A MFR desempenha um papel importante no diagnóstico, orientação terapêutica e interface com outras especialidades, atendendo à especificidade individual do tratamento e carácter nefasto das complicações.