Improving fECG signal acquisition in the evaluation of fetal well-being

The ability to monitor fetal heart rate is vital during late pregnancy and labor in order to evaluate fetal well-being. Current monitoring practice is essentially based on external cardiotocography and, less frequently, during labor, invasive fetal scalp electrocardiography. Many current and envisaged applications could benefi t from simpler devices using a 3-lead ECG confi guration. We are designing a maternity support belt with an embedded wireless 3-lead ECG sensor, and have investigated the infl uence of the ground electrode position on signal quality. Data from over 100 pregnant women was collected with the ground electrode placed in 3 locations in order to determine optimum electrode placement and belt form factor.

Remote Patient Monitoring Based on ZigBee: Lessons from a Real-World Deployment

AIM: This work presents detailed experimental performance results from tests executed in the hospital environment for Health Monitoring for All (HM4All), a remote vital signs monitoring system based on a ZigBee® (ZigBee Alliance, San Ramon, CA) body sensor network (BSN). MATERIALS AND METHODS: Tests involved the use of six electrocardiogram (ECG) sensors operating in two different modes: the ECG mode involved the transmission of ECG waveform data and heart rate (HR) values to the ZigBee coordinator, whereas the HR mode included only the transmission of HR values. In the absence of hidden nodes, a non-beacon-enabled star network composed of sensing devices working on ECG mode kept the delivery ratio (DR) at 100%. RESULTS: When the network topology was changed to a 2-hop tree, the performance degraded slightly, resulting in an average DR of 98.56%. Although these performance outcomes may seem satisfactory, further investigation demonstrated that individual sensing devices went through transitory periods with low DR. Other tests have shown that ZigBee BSNs are highly susceptible to collisions owing to hidden nodes. Nevertheless, these tests have also shown that these networks can achieve high reliability if the amount of traffic is kept low. Contrary to what is typically shown in scientific articles and in manufacturers' documentation, the test outcomes presented in this article include temporal graphs of the DR achieved by each wireless sensor device. CONCLUSIONS: The test procedure and the approach used to represent its outcomes, which allow the identification of undesirable transitory periods of low reliability due to contention between devices, constitute the main contribution of this work.

Monitorização da insuficiência cardíaca por parâmetros fisiológicos em portadores de cardioversor-desfibrilhador implantável e/ou sistema de ressincronização cardíaca: HF-PREDICT

Mestrado em Tecnologia de Diagnóstico e Intervenção Cardiovascular. Área de especialização: Intervenção Cardiovascular.

Impacto de um programa de relaxamento na percepção de stress nos cuidadores formais de um lar do concelho de Águeda

O papel de cuidador formal é, habitualmente, exercido por profissionais devidamente qualificados, designadamente, médicos, enfermeiros psicólogos, assistentes sociais, terapeutas ocupacionais, fisioterapeutas e auxiliares. A sua formação académica, profissional é específica para o desempenho deste papel, integrada no contexto de uma actividade profissional onde são exercidas competências, no âmbito da saúde. Nos lares, hospitais, instituições comunitárias, entre outros, existem indivíduos que se enquadram no perfil traçado, a actividade é desgastante, quer física, quer psicologicamente, o que muitas vezes facilita o aparecimento da ansiedade e a percepção do stress. O relaxamento enquanto técnica terapêutica poderá atenuar o seu surgimento. Este trabalho teve como objectivo avaliar o impacto de um programa de relaxamento, na percepção de stress, nos cuidadores formais do lar da Liga de Amigos de Aguada de Cima. Para este fim, consideramos adequado um estudo do tipo experimental. Assim aplicámos á nossa amostra, dezasseis funcionárias, antes e depois da aplicação do programa de relaxamento progressivo de Jacobson, questionários de auto-preenchimento, adaptados à população portuguesa. Para além disso, nas dezasseis sessões que efectuámos, medimos a tensão arterial e a frequência cardíaca com um esfigmomanómetro digital de pulso, no período antes e depois da implementação do programa. Pela análise dos resultados que obtivemos, constatámos que não houve diferenças significativas do ponto de vista estatístico, entre a ansiedade e a percepção do stress, após o programa de relaxamento Jacobson. Confirmámos porém, que existiram diferenças em alguns itens dos questionários após a implementação do programa de relaxamento, assim como uma diminuição da pressão arterial diastólica e da correlação positiva entre a ansiedade e a percepção de stress. Desta forma, parece existir uma indicação de que o programa de relaxamento progressivo de Jacobson talvez tenha contribuído para minimizar o nível de stress das funcionárias do lar da Liga de Amigos de Aguada de Cima

Relação entre a idade e os efeitos da reabilitação cardíaca em pacientes coronários: efeitos de um programa de reabilitação cardíaca de 2 anos (fase III) em parâmetros avaliados em provas de esforço

OBJECTIVO: Analisar a influência da Idade nos efeitos de um Programa de Reabilitação Cardíaca Fase III, em pacientes coronários, analisando Provas de Esforço. METODOLOGIA: Amostra constituída pelo Grupo Meia-idade, <65 anos, e Grupo Idosos, ≥65 anos, tendo sido recolhidos o Índice de Massa Corporal, Velocidade e Inclinação máximas, Tempo de Prova, VO2 máximo teórico, Tensão Arterial basal, máxima e de recuperação, Frequência Cardíaca máxima, Percentagem da Frequência Cardíaca máxima teórica, Duplo Produto máximo e Tempo de Recuperação. RESULTADOS: Sem diferenças significativas, entre os dois grupos, em nenhum parâmetro. CONCLUSÕES: A Idade não influenciou os efeitos do Programa de Reabilitação Cardíaca.

Effects of the length and timing of nighttime naps on task performance and physiological function

OBJECTIVE: To examine the effects of the length and timing of nighttime naps on performance and physiological functions, an experimental study was carried out under simulated night shift schedules. METHODS: Six students were recruited for this study that was composed of 5 experiments. Each experiment involved 3 consecutive days with one night shift (22:00-8:00) followed by daytime sleep and night sleep. The experiments had 5 conditions in which the length and timing of naps were manipulated: 0:00-1:00 (E60), 0:00-2:00 (E120), 4:00-5:00 (L60), 4:00-6:00 (L120), and no nap (No-nap). During the night shifts, participants underwent performance tests. A questionnaire on subjective fatigue and a critical flicker fusion frequency test were administered after the performance tests. Heart rate variability and rectal temperature were recorded continuously during the experiments. Polysomnography was also recorded during the nap. RESULTS: Sleep latency was shorter and sleep efficiency was higher in the nap in L60 and L120 than that in E60 and E120. Slow wave sleep in the naps in E120 and L120 was longer than that in E60 and L60. The mean reaction time in L60 became longer after the nap, and faster in E60 and E120. Earlier naps serve to counteract the decrement in performance and physiological functions during night shifts. Performance was somewhat improved by taking a 2-hour nap later in the shift, but deteriorated after a one-hour nap. CONCLUSIONS: Naps in the latter half of the night shift were superior to earlier naps in terms of sleep quality. However performance declined after a 1-hour nap taken later in the night shift due to sleep inertia. This study suggests that appropriate timing of a short nap must be carefully considered, such as a 60-min nap during the night shift.

O efeito de um programa de fisioterapia na estabilização do prematuro

Mestrado em Fisioterapia.

Influence of environmental temperature and humidity on the acute ventilatory response to exercise in asthmatic adolescents

Asthma is a chronic inflammatory disorder of the respiratory airways affecting people of all ages, and constitutes a serious public health problem worldwide (6). Such a chronic inflammation is invariably associated with injury and repair of the bronchial epithelium known as remodelling (11). Inflammation, remodelling, and altered neural control of the airways are responsible for both recurrent exacerbations of asthma and increasingly permanent airflow obstruction (11, 29, 34). Excessive airway narrowing is caused by altered smooth muscle behaviour, in close interaction with swelling of the airway walls, parenchyma retractile forces, and enhanced intraluminal secretions (29, 38). All these functional and structural changes are associated with the characteristic symptoms of asthma – cough, chest tightness, and wheezing –and have a significant impact on patients’ daily lives, on their families and also on society (1, 24, 29). Recent epidemiological studies show an increase in the prevalence of asthma, mainly in industrial countries (12, 25, 37). The reasons for this increase may depend on host factors (e.g., genetic disposition) or on environmental factors like air pollution or contact with allergens (6, 22, 29). Physical exercise is probably the most common trigger for brief episodes of symptoms, and is assumed to induce airflow limitations in most asthmatic children and young adults (16, 24, 29, 33). Exercise-induced asthma (EIA) is defined as an intermittent narrowing of the airways, generally associated with respiratory symptoms (chest tightness, cough, wheezing and dyspnoea), occurring after 3 to 10 minutes of vigorous exercise with a maximal severity during 5 to 15 minutes after the end of the exercise (9, 14, 16, 24, 33). The definitive diagnosis of EIA is confirmed by the measurement of pre- and post-exercise expiratory flows documenting either a 15% fall in the forced expiratory volume in 1 second (FEV1), or a ≥15 to 20% fall in peak expiratory flow (PEF) (9, 24, 29). Some types of physical exercise have been associated with the occurrence of bronchial symptoms and asthma (5, 15, 17). For instance, demanding activities such as basketball or soccer could cause more severe attacks than less vigorous ones such as baseball or jogging (33). The mechanisms of exercise-induced airflow limitations seem to be related to changes in the respiratory mucosa induced by hyperventilation (9, 29). The heat loss from the airways during exercise, and possibly its post-exercise rewarming may contribute to the exercise-induced bronchoconstriction (EIB) (27). Additionally, the concomitant dehydration from the respiratory mucosa during exercise leads to an increased interstitial osmolarity, which may also contribute to bronchoconstriction (4, 36). So, the risk of EIB in asthmatically predisposed subjects seems to be higher with greater ventilation rates and the cooler and drier the inspired air is (23). The incidence of EIA in physically demanding coldweather sports like competitive figure skating and ice hockey has been found to occur in up to 30 to 35% of the participants (32). In contrast, swimming is often recommended to asthmatic individuals, because it improves the functionality of respiratory muscles and, moreover, it seems to have a concomitant beneficial effect on the prevalence of asthma exacerbations (14, 26), supporting the idea that the risk of EIB would be smaller in warm and humid environments. This topic, however, remains controversial since the chlorified water of swimming pools has been suspected as a potential trigger factor for some asthmatic patients (7, 8, 20, 21). In fact, the higher asthma incidence observed in industrialised countries has recently been linked to the exposition to chloride (7, 8, 30). Although clinical and epidemiological data suggest an influence of humidity and temperature of the inspired air on the bronchial response of asthmatic subjects during exercise, some of those studies did not accurately control the intensity of the exercise (2, 13), raising speculation of whether the experienced exercise overload was comparable for all subjects. Additionally, most of the studies did not include a control group (2, 10, 19, 39), which may lead to doubts about whether asthma per se has conditioned the observed results. Moreover, since the main targeted age group of these studies has been adults (10, 19, 39), any extrapolation to childhood/adolescence might be questionable regarding the different lung maturation. Considering the higher incidence of asthma in youngsters (30) and the fact that only the works of Amirav and coworkers (2, 3) have focused on this age group, a scarcity of scientific data can be identified. Additionally, since the main environmental trigger factors, i.e., temperature and humidity, were tested separately (10, 28, 39) it would be useful to analyse these two variables simultaneously because of their synergic effect on water and heat loss by the airways (31, 33). It also appears important to estimate the airway responsiveness to exercise within moderate environmental ranges of temperature and humidity, trying to avoid extreme temperatures and humidity conditions used by others (2, 3). So, the aim of this study was to analyse the influence of moderate changes in air temperature and humidity simultaneously on the acute ventilatory response to exercise in asthmatic children. To overcome the above referred to methodological limitations, we used a 15 minute progressive exercise trial on a cycle ergometer at 3 different workload intensities, and we collected data related to heart rate, respiratory quotient, minute ventilation and oxygen uptake in order to ensure that physiological exercise repercussions were the same in both environments. The tests were done in a “normal” climatic environment (in a gymnasium) and in a hot and humid environment (swimming pool); for the latter, direct chloride exposition was avoided.

Efeito agudo do exercício físico na rigidez arterial

Este estudo pretendeu reproduzir uma tarefa da vida diária (marcha com transporte de peso nos membros superiores) realizada de forma rotineira e até aconselhada no contexto da prevenção e reabilitação de patologia cardiovascular, desta forma, teve como objectivo avaliar o efeito agudo de uma sessão de exercício aeróbio associado a exercício isométrico na rigidez arterial em indivíduos jovens. Foram recrutados 14 indivíduos do sexo masculino com média de idade de 30,3±3,6 anos. Foram realizadas duas sessões de exercício com uma semana de intervalo. Em ambas as sessões de exercício, os sujeitos caminharam num tapete rolante a uma velocidade de 5,0 km/h por um período de dez minutos, sendo que, numa das sessões, determinada aleatoriamente, carregaram o equivalente a 10% do seu peso corporal distribuído igualmente pelos dois membros superiores em dois garrafões de água. Avaliou-se em repouso e imediatamente após o exercício, a pressão arterial periférica, a frequência cardíaca e a rigidez arterial. A análise da rigidez arterial foi efectuada na artéria radial do membro superior direito com um sistema transdutor automático de pressão. Os parâmetros reportados neste estudo são a frequência cardíaca, a pressão arterial sistólica e diastólica, a pressão arterial média, a pressão central (aórtica) sistólica, a pressão de pulso central, a pressão de aumentação e o índice de aumentação a 75 bmp (Aix@75). Em repouso, não se verificaram diferenças significativas entre as duas sessões de exercício nos parâmetros avaliados. O principal resultado do presente estudo indica que a rigidez arterial aumenta de forma aguda com a realização de caminhada (exercício aeróbio) apenas quando esta é acompanhada do transporte nos membros superiores de uma carga externa (exercício isométrico) [Aix@75: -5.5(8.4) para -1.36(8.17)%, p<0.05]. Relativamente ao protocolo exclusivamente aeróbio não se verificaram diferenças significativas na rigidez arterial [Aix@75: -4.2(9.1) para -4.69(7.93)%, p>0.05]. Em conclusão, os resultados do presente estudo indicam que a rigidez arterial, em indivíduos jovens e aparentemente saudáveis, aumenta de forma significativa apenas quando o exercício aeróbio é acompanhado de exercício isométrico de membros superiores com transporte de carga adicional.

Os efeitos de um programa de exercício supervisionado em indivíduos com factores de risco cardiovascular no Hospital da Santa Casa da Misericórdia de Arouca

Introdução: Estudar os factores de risco cardiovasculares (FRCV), permitem tomar medidas preventivas em relação ao estado de saúde, contribuindo para a melhoria da qualidade de vida dos indivíduos e ajudando a prevenir a ocorrência de um evento cardiovascular. Objectivo: O principal objectivo deste estudo é comprovar se o programa de exercício físico supervisionado melhora a condição física e a capacidade funcional. Como objectivo secundário, foi analisada a correlação existente entre as diferentes variáveis, após realização do programa. Métodos: Vinte sujeitos de Arouca, constituíram a amostra do estudo, dividindo-se em grupo de controlo (n=10) e grupo experimental (n=10). Todos os indivíduos receberam informação para controlo e prevenção dos FRCV, através de palestras educacionais. Apenas o grupo experimental participou no programa de exercício, com a duração de 12 semanas / 36 sessões. Foi feito o levantamento e registo dos valores das provas de esforço (Frequência Cardíaca (FC) máxima, equivalente metabólicos (MET´s) máximos e duplo produto (DP) máximo), avaliação antropométrica (índice de massa corporal (IMC), perímetro abdominal, peso, gordura visceral, massa muscular, gordura total), FRCV (Tensão Arterial, colesterol total, colesterol HDL, triglicerídeos, proteína C reactiva) e os níveis de ansiedade e depressão antes e após o programa. Por fim, verificou-se a correlação entre as variáveis. Foi utilizada a estatística inferencial e um nível de significância de 5% (α=0,05). Resultados: Na análise comparativa intergrupo da variável diferença (MII-MI), registaram-se diminuições estatisticamente significativas da variável perímetro abdominal (p=0,02) e aumento estatisticamente significativo da variável MET´s máximo (p=0,01). As principais correlações foram encontradas entre as variáveis antropométricas: peso – gordura visceral (r2=0,824; p<0,001), peso – perímetro abdominal (r2=0,560; p=0,013), peso – IMC (r2=0,527; p=0,017), IMC – peímetro abdominal (r2=0,770; p=0,001). Conclusões: Conclui-se que o programa de exercício parece aumentar a tolerância ao esforço máximo e diminui o perímetro abdominal dos indivíduos em estudo.

Efeitos do treinamento aeróbio intervalado periodizado sobre os parâmetros antropométricos, bioquímicos e clínicos em portadores de síndrome metabólica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos de um programa prolongado de exercício na tolerância ao esforço de indivíduos com antecedentes de síndrome coronário agudo

Objectivos: Este estudo teve por objectivo verificar a influência de um programa prolongado de exercício físico em parâmetros de aptidão física e cardiovasculares avaliados em prova de esforço máximo, em sujeitos com diagnóstico recente de síndrome coronário agudo. Métodos: A amostra, constituída por 50 sujeitos, foi distribuída por um grupo experimental (n=25) e por um grupo controlo (n=25), tendo o grupo experimental ficado sujeito a um programa de exercício físico regular durante 52 semanas. Todos os indivíduos realizaram duas provas de esforço máximas (PEM) em tapete rolante, uma no início e a outra no final do protocolo experimental, tendo a primeira prova sido realizada 2-3 meses após o evento cardíaco. Nas PEM foram registados parâmetros de aptidão física (velocidade máxima, inclinação máxima do tapete e tempo de prova), dos indicadores metabólicos (METs máximo) e parâmetros cardiovasculares (frequência cardíaca repouso e máxima durante a prova, tensão arterial de repouso e máxima durante a prova e o duplo produto máximo e em repouso). Resultados: Comparativamente à primeira prova, na segunda PEM verificou-se no grupo experimental um aumento significativo (p<0,05) dos valores absolutos dos indicadores de aptidão física, com uma percentagem de variação destes parâmetros significativamente superior à do grupo controlo. No entanto, apesar do melhor desempenho físico evidenciado pelo grupo experimental, não se verificaram diferenças significativas entre os dois grupos no que respeita aos parâmetros cardiovasculares. Conclusão: Os resultados permitem concluir que o programa de exercícios se revelou vantajoso para os indivíduos do grupo experimental, tendo-lhes aumentado a tolerância ao esforço físico máximo sem uma aparente sobrecarga cardiovascular adicional.

Efeitos de um programa de exercícios específico em indivíduos integrados num programa de reabilitação cardiovascular no domicílio na tolerância ao exercício

Introdução: As doenças cardiovasculares são a principal causa de morte na Europa e o sedentarismo é um dos seus principais fatores de risco. Os programas de reabilitação cardiovascular (RCV) no domicílio parecem ser eficazes na tolerância ao exercício. No entanto, torna-se difícil reproduzir um protocolo de exercícios no domicílio, por se tratar de estudos pouco específicos. Objetivo: Avaliar os efeitos de um programa de exercícios específico realizado no domicílio, na tolerância ao exercício em pacientes integrados num programa RCV. Metodologia: Estudo quase experimental composto por 20 indivíduos com pelo menos um ano de enfarte agudo do miocárdio, distribuídos aleatoriamente em dois grupos: grupo experimental (GE) e grupo de controlo (GC), ambos com 10 indivíduos. O programa de RCV no domicílio (constituído por 10 exercícios) teve a duração de 8 semanas, com uma frequência de 3 vezes por semana. Avaliou-se a frequência cardíaca (FC), tensão arterial e duplo produto basais e máximos; FC de recuperação; equivalentes metabólicos (METs); velocidade; inclinação; tempo de prova e de recuperação; índice cifótico; equilíbrio; e tempo em atividade moderada a vigorosa. Resultados: Ao fim de 8 semanas de exercício o GE aumentou significativamente os MET’s (p=0,001), tensão arterial sistólica máxima (p<0,001), duplo produto máximo (p<0,001) e tempo de prova (p=0,037) e diminuiu significativamente o tempo de recuperação (p<0,001), quando comparado com o GC. Conclusão: O programa de exercícios no domicílio promoveu uma melhoria na tolerância ao exercício e parece ter melhorado o equilíbrio, para a amostra em estudo.

A biosignal embedded system for physiological computing

Thesis submitted in the fulfilment of the requirements for the Degree of Master in Electronic and Telecomunications Engineering

O efeito de um programa de fisioterapia na estabilização do prematuro

O número de bebés que nascem prematuros tem vindo a aumentar. É indiscutível a importância dos avanços tecnológicos e da pesquisa nas Unidades de Cuidados Intensivos de Neonatologia (UCIN), sendo essencial o papel desempenhado pelos fisioterapeutas nos cuidados prestados a estes bebés. As suas potencialidades só se desenvolvem na medida em que o bebé encontra estimulação e posicionamento adequado. Realizou‑se um estudo piloto na UCIN do Centro Hospitalar Lisboa Norte (CHLN), no período de julho de 2011 a março de 2012, em que se pretendeu avaliar o efeito de um programa de fisioterapia na estabilização do prematuro. Este programa consistiu em posicionar o prematuro em decúbito dorsal, lateral direito e lateral esquerdo e decúbito ventral, permanecendo em cada posição 5 minutos. O objetivo foi avaliar, durante a permanência do bebé na UCIN, a alteração nos seguintes parâmetros: frequência cardíaca (FC) e saturação de oxigénio (SatO2), antes e depois do tratamento. A amostra por conveniência incluiu no estudo 30 bebés prematuros, sendo 13 do género feminino e 17 do género masculino, que obedeceram a critérios específicos de inclusão. Para verificar as variáveis fisiológicas FC e SatO2 foi utilizado um Oxímetro de Pulso BCI 3401. Verificou‑se que a FC diminui e a SatO2 aumentou entre a primeira avaliação e a segunda avaliação, para a amostra total, assim como para os sujeitos do género feminino e os sujeitos do género masculino, para α = 0,05 e valor p≤0,001. Contudo, a diferença entre as médias dos dois momentos de avaliação da FC e da SatO2, em função do género, não revelaram diferenças estatisticamente significativas. Em conclusão, o estudo sugere que o programa de fisioterapia promove a melhoria da SatO2 e diminuição da FC, promovendo uma melhoria da estabilização do prematuro.