Energy analysis of Multi-legged Locomotion Systems

4th International Conference on Climbing and Walking Robots - From Biology to Industrial Applications

Performance Issues in Biped Walking Robots

This paper presents the dynamic analysis of robotic biped systems. The main goal is to gain insight into the phenomena of walking and to evaluate its performance. In this study, we propose three methods to quantitatively measure the dynamic efficiency of walking: energy analysis, perturbation analysis and lowpass frequency analysis. In order to accomplish this goal, the prescribed motion of the biped is completely characterised in terms of a set of locomotion variables, namely: step lenght, hip height, hip ripple, hip offset, foot clearance and link lenghts. based on these variables and their influence, the performance measures aer discussed and the results compared with those observed in nature.

Morphometric Analysis of the Extensor Tendons of the Hallux and Potential Implications for Tendon Grafting

Although several tendon sources are available for reconstructive surgical procedures, all have one or more shortcomings. The aim of this work was to evaluate if the extensor tendons of the hallux showed anatomical characteristics that could make them an additional source for tendon grafting procedures.The authors performed a detailed morphometric analysis of the extensor tendons of the hallux in 26 lower limbs in order to evaluate the putative association of anatomical variants with hallux valgus, and to attempt to assess the feasibility of using part of the extensor apparatus of the hallux as a source of tendon for grafting procedures.An accessory extensor hallucis longus ten-don was found in 92.3% of cases. The extensor hallucis brevis tendon length was 10.5 ± 0.6 cm; its width was 0.5 ± 0.1 cm, and its thickness varied between 1-2 mm, making it a potentially good candidate as a source of ten-don grafts. Several anatomical variations were observed, namely the fusion of the tendons of the extensor hallucis brevis and the accessory extensor hallucis longus muscles in the distal part of the foot.This new therapeutic option, if implemented, would possibly increase the supply of autogenous donor tissue for reconstructive procedures, thereby enhancing the reconstructive surgeon’s armamentarium.

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

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

Clinical and Pathological Findings in Women with Fabry Disease

Introduction. Fabry disease is a rare metabolic disorder caused by the genetic deficiency of the lysosomal hydrolase alpha-galactosidase A, located on chromosome X. Females with the defective gene are more than carriers and can develop a wide range of symptoms. Nevertheless, disease symptoms generally occur later and are less severe in women than in men. The enzyme deficiency manifests as a glycosphingolipidosis with progressive accumulation of glycosphingolipids and deposit of inclusion bodies in lysosomes giving a myelinlike appearance. Patients and Methods. Records of renal biopsies performed on adults from 1st January 2008 to 31st August 2011, were retrospectively examined at the Renal Pathology Laboratory. We retrieved biopsies diagnosed with Fabry disease and reviewed clinical and laboratory data and pathology findings. Results. Four female patients with a mean age of 49.3±4.5 (44-55) years were identified. The mean proteinuria was 0.75±0.3 g/24h (0.4-1.2) and estimated glomerular filtration rate (CKD EPI equation) was 71±15.7 ml/min/1.73m2 (48-83). Three patients experienced extra-renal organ involvement (cerebrovascular, cardiac, dermatologic, ophthalmologic and thyroid) with distinct severity degrees. Leukocyte α-GAL A activity was below normal range in the four cases but plasma and urinary enzymatic activity was normal. Light microscopy showed predominant vacuolisation of the podocyte cytoplasm and darkly staining granular inclusions on paraffin and plastic-embedded semi-thin sections. Electron microscopy showed in three patients the characteristic myelin-like inclusions in the podocyte cytoplasm and also focal podocyte foot process effacement. In one case the inclusions were also present in parietal glomerular cells, endothelial cells of peritubular capillary and arterioles. Conclusion. Clinical signs and symptoms are varied and can be severe among heterozygous females with Fabry disease. Intracellular accumulation of glycosphingolipids is a characteristic histologic finding of Fabry nephropathy. Since this disease is a potentially treatable condition, its early identification is imperative. We should consider it in the differential diagnosis of any patient presenting with proteinuria and/or chronic kidney disease, especially if there is a family history of kidney disease.

Infecções da Mão e do Pé na Criança

As particularidades anatómicas e fisiopatológicas da Mao e do Pé levam a que as infecções localizadas adquiram aspectos especificos. Foram revistos 77 doentes internados e/ou seguidos em consulta externa do Hospital de Dona Estefânia com Infcções da Mão (25) e do Pé (52), no periodo de Janeiro de 1991 a Janeiro de 1994. Foram tratados em ambulatório os doentes com paroníquia (7 da mao e 42 do pe), um doente com polpite da mão e um com celulite do dorso da mao. Os restantes 16 com infecções da mão (64%) e 15 com infecções do pé (29%), foram internados tendo sido tratados com imobilização, elevação da zona afectada e antibioticoterapia endovenosa. Em todos os casos de abcesso foi efectuada drenagem cirurgica, 16 da mão e 22 do pé. Nas infecções da mão nao houve sequelas. Nas infecções do péhouve uma osteite do primeiro metatarso e umaa fistula cutânea.

Sistema para avaliação das vibrações no braço e ombro de um tenista

Este trabalho propõe o desenvolvimento de um módulo capaz de medir a intensidade das vibrações sofridas por um tenista no braço e ombro durante um jogo. Numa primeira fase foi estudada a biomecânica do braço humano e a biomecânica dos movimentos envolvidos no ténis. Foi realizada uma pesquisa sobre os dispositivos MEMs mais adequados bem como o hardware e software a utilizar, tendo sido analisados os requisitos do sistema a implementar. Foi desenvolvido um protótipo electrónico microcontrolado compacto e de baixo custo baseado na utilização de sensores microeletromecânicos (MEMs) de aceleração, permitindo obter informações biomecânicas do desportista e monitoriza-lo durante o treino de maneira não evasiva, possibilitando que ele esteja no seu ambiente natural de treino. O sistema envia as informações dos sensores para um PC através da porta USB sendo estas processados no mesmo. Foi desenvolvida uma interface gráfica intuitiva, para a apresentação dos dados resultantes das medidas, de fácil leitura pelos treinadores. Esta interface grava e apresenta os dados em tempo real. Os testes de campo foram realizados no campo de ténis que existe na Quinta das Freiras em Rio Tinto. O protótipo é de fácil fixação no atleta e permite a monitorização no local de treino sendo pequeno ((20x15mm) e muito leve (2g), tornando-se uma alternativa versátil para o auxilio de atletas e treinadores, aperfeiçoamento da técnica e como ferramenta de pesquisa na área de educação física.

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

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

The significance of Traveler's Route Knowledge for Choice of commuting mode of transport

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Breast Cancer Presents With a Paraneoplastic Neurologic Syndrome

BACKGROUND: Paraneoplastic neurologic syndromes (PNS) pose quite an uncommon neurological complication, affecting less than 1% of patients with breast cancer. Nearly one third of these patients lack detectable onconeural antibodies (ONAs), and improvement in neurologic deficits with concomitant cancer treatments is achieved in less than 30% of cases. CASE PRESENTATION: A 42-year-old, premenopausal woman presented with facial paralysis on the central left side accompanied by a left tongue deviation, an upward vertical nystagmus, moderate spastic paraparesis, dystonic posturing of the left foot, lower limb hyperreflexia and bilateral extensor plantar reflex. After ruling out all other potential neurologic causes, PNS was suspected but no ONAs were found. A PET-CT scan detected increased metabolism in the right breast, as well as an ipsilateral thoracic interpectoral adenopathy. Core biopsy confirmed the presence of an infiltrating duct carcinoma. After breast surgery, the neurologic symptoms disappeared. One week later, the patient was readmitted to the hospital with a bilateral fatigable eyelid ptosis, and two weeks later, there was a noticeable improvement in eyelid ptosis, accompanied by a rapid and progressive development of lower spastic paraparesis. She started adjuvant treatment with chemotherapy with marked clinical and neurological improvement, and by the end of radiotherapy, there were no signs of neurologic impairment. CONCLUSION: This case study highlights the importance of a high level of vigilance for the detection of PNS, even when ONAs are not detected, as the rapid identification and treatment of the underlying tumor offers the best chance for a full recovery.

O Pé Diabético com Infecção Aguda: Tratamento no Serviço de Urgência em Portugal

O pé diabético é uma complicação major comum da Diabetes mellitus sendo o cirurgião geral o responsável pelo seu diagnóstico e tratamento. A infecção aguda é uma urgência médico-cirúrgica. Este artigo tem como objectivos orientar o cirurgião no diagnóstico e tratamento do pé diabético infectado no serviço de urgência. Antibioterapia de largo espectro, drenagem/ desbridamento cirúrgico no serviço de urgência, internamento, repouso do membro e apósitos adequados são medidas essenciais para o correcto tratamento do pé diabético com infecção moderada-grave. Os desbridamentos devem, sempre que possível, preservar a estrutura e funcionalidade do pé. A intervenção atempada é essencial para reduzir o número de amputações major, a mortalidade e custo social associados.

Doença de Mãos-Pés-Boca no Adulto - Um Caso Clínico

A doença de mãos-pés-boca é uma infecção viral, mais frequentemente causada pelos vírus coxsackie A16 e enterovírus 71, que afecta preferencialmente crianças com idade inferior a 10 anos. Geralmente é uma doença benigna, caracterizada por febre e vesículas na boca e extremidades distais, mas também pode associar-se a complicações mais graves com meningoencefalite ou miocardite. Os autores reportam um caso de DMPB num adulto imunocompetente, com 27 anos de idade, que apresentava pápulas das mãos, pés e cavidade oral, algumas com progressão posterior para vesículas. A exuberância do quadro clínico e curso mais prolongado da doença também constituíram características pouco usuais.

Rett Syndrome With and Without Detected MECP2 Mutations: an Attempt to Redefine Phenotypes

Background: The diagnosis of Rett syndrome (RTT) is based on a set of clinical criteria, irrespective of mutation status. The aims of this study were (1) to define the clinical differences existing between patients with Rett syndrome with (Group I) and without a MECP2 mutation (Group II), and (2) to characterize the phenotypes associated with the more common MECP2 mutations. Patients and Methods: We analyzed 87 patients fulfilling the clinical criteria for RTT. All were observed and videotaped by the same paediatric neurologist. Seven common mutations were considered separately, and associated clinical features analysed. Results: Comparing Group I and II, we found differences concerning psychomotor development prior to onset, acquisition of propositive manipulation and language, and evolving autistic traits. Based on age at observation, we found differences in eye pointing, microcephaly, growth, number of stereotypies, rigidity, ataxia and ataxic-rigid gait, and severity score. Patients with truncating differed from those with missense mutations regarding acquisition of propositive words and independent gait, before the beginning of the disease, and microcephaly, growth, foot length, dystonia, rigidity and severity score, at the time of observation. Patients with the R168X mutation had a more severe phenotype, whereas those with R133C showed a less severe one. Patients with R294X had a hyperactive behaviour, and those with T158M seemed to be particularly ataxic and rigid. Conclusion: A clear regressive period (with loss of prehension and language, deceleration of growth) and the presence of more than three different stereotypies, rigidity and ataxic-rigid gait seemed to be very helpful in differentiating Group I from Group II.