Estabilização dinâmica em patologia degenerativa da coluna lombar: estado da arte e contributo pessoal

Resumo Este trabalho encontra-se dividido em três capítulos distintos. No primeiro, é caracterizada a doença degenerativa lombar, demorando-se o autor na descrição pormenorizada das alterações anatómicas, biomecânicas, e bioquímicas inerentes à sua ocorrência. Segue-se a descrição da evolução das diferentes formas de terapêutica, enumerando as que de forma clássica mais frequentemente são utilizadas (cirúrgicas e não cirúrgicas). No segundo capítulo, são referidos os mais recentes avanços tecnológicos nesta área, mencionando, nas suas vertentes biomecânicas, clínicas e terapêuticas, as particularidades das estabilizações dinâmicas interespinhosas e pediculares, bem como da artroplastia de disco. Após esta longa introdução, inicia-se o terceiro capítulo no qual se apresenta um estudo prospectivo da avaliação clínica, funcional, imagiológica e da variação da densidade mineral óssea vertebral em 20 doentes com patologia degenerativa, tratados com sistemas de estabilização dinâmica semi-rígida interespinhosa, e seguidos durante dois anos. Do estudo realizado conclui-se que os sistemas referidos são eficazes clínica e funcionalmente no tratamento de doentes com doença degenerativa lombar. Mais ainda, estes instrumentais proporcionam um aumento da altura do disco confirmado na incidência radiográfica de perfil no nível instrumentado. Constatámos ainda que a densidade mineral óssea vertebral dos doentes intervencionados, avaliada com sistema DXA, não demonstra diferenças com significância estatística ao longo do tempo, omparativamente à determinada em idêntica população mas sem qualquer patologia lombar. Acresce que se obteve uma correlação entre a funcionalidade física e a BMD radial, com significância estatística crescente nas duas medições realizadas. Abstract This study is divided in three different chapters. In the first one the author describes the anatomical, biomechanical and biochemical changes that go along with degenerative lumbar spine disease. The therapeutically possibilities are mentioned, mainly with the classic fusion and decompression as well as the non surgical options. Then, in the second chapter, the author describes, from the biomechanical, clinical and therapeutically point of view, the new techniques of dynamic stabilization, interspinous and pedicular systems, as well as disc replacement. After this introduction, in the third chapter a prospective clinical, functional, imagiologic and vertebral bone mineral density variation study is presented. Twenty patients with degenerative lumbar spine disease are selected, and operated with a semi rigid interspinous system device, and followed for a two year period. The author concludes that the interspinous semi rigid systems were clinically and functionally effective in lumbar degenerative patients. It was also founded that the disc height at the implant segment level increased after surgery. Bone density was assessed with a DXA system device. As far as vertebral bone density is concerned, the author found no differences what so ever inside the group during the study, or to an identical control group without any lumbar pathology. The correlation study between the BMD and physical function showed that there was only significant statistically data in radial BMD measurement, and this happened with growing correlation from year 2006 to 2007.

Video-­‐monitorization system for a realistic driving simulator

Nos últimos anos, o ISEP em colaboração com a FEUP e outras Universidades, criou um simulador realista de condução chamado DRIS, que tem como objectivo ajudar em trabalhos de investigação de diferentes áreas, como engenharia civil, computação gráfica, psicologia, educação, etc. O resultado deste trabalho pretende ajudar os profissionais a analisarem os dados recolhidos em cada experiência de condução, a fim de permitir o estudo das reações do motorista em diferentes obstáculos durante um percurso. O simulador DRIS é constituído por uma tela branca, onde os ambientes de simulação são projetados; um carro real, onde é feita a experiência de condução e quatro câmaras colocadas no carro. Destas quatro câmaras, três estão dentro do carro e uma fora do carro. Cada câmara está focada estrategicamente, em partes críticas da condução: a estrada, o motorista, os pedais e os controles (mudança de marcha, volante, os comandos do limpador, etc). Cada uma das câmaras grava um vídeo, que é guardado em um computador colocado em uma das salas de controlo, dentro do Laboratório de Análise de Tráfego na FEUP. Além disso, um arquivo de texto é guardado no mesmo computador. Este arquivo de texto contém algumas informações sobre a experiência do motorista, como as coordenadas do carro, a velocidade do carro, o tempo, etc O trabalho desta Tese surge com a finalidade de melhorar a forma de os profissionais analisar e interpretar os dados recolhidos a partir de uma experiência de condução no DRIS. Para o efeito, foi criado um sistema de vídeo-­‐monitorização, que consiste em uma aplicação de vídeo, que permite a visualização de quatro vídeos simultaneamente, e ler um arquivo de texto, que contém todos os dados recolhidos na experiência. Ambos (vídeo e texto) têm de estar sincronizados com o mesmo tempo de forma a permitir ao utilizador, navegar backward e forward com a ajuda de um cursor. Além disso, como qualquer reprodutor de vídeo básico, contém alguns botões para controlar o status do vídeo (Play, Stop, Pause) e permiti que os profissionais analisem com detalhe os dados dos quatro vídeos. Aproveitando os avanços no desenvolvimento de software, a aplicação foi feita em C++ usando a biblioteca Qt, em ambiente de desenvolvimento integrado do Qt Creator, o que tornou mais fácil a implementação. No fim deste relatório (capítulo 4) é anexado um manual do usuário, a fim de explicar e ajudar os profissionais a usar a aplicação.

Melhoria da eficiência energética nos ascensores: a recuperação de energia

A presente tese descreve diferentes soluções que permitem a reutilização da energia recuperada em ascensores eléctricos de roda de aderência dotados de conversores electrónicos de frequência e dessa forma contribuir para a melhoria da eficiência energética nos ascensores. Nos ascensores, a energia potencial é constantemente transferida enquanto a cabina está em movimento. Se a cabina se estiver a movimentar em sentido descendente com plena carga, ou em sentido ascendente, mas vazia, o motor estará em modo gerador. Quando a cabina se movimenta em sentido descendente, e o peso na cabina é superior ao peso do contrapeso, então o binário do motor encontra-se em sentido contrário à velocidade, isto é, o motor está a travar, havendo lugar à recuperação de energia. Igualmente, se a cabina subir vazia, também se poderá recuperar energia eléctrica. A energia acumulada em forma de energia potencial nas pessoas e no contrapeso pode ser recuperada, dado que o motor estará a funcionar como um gerador. De modo a estudar a viabilidade técnica e económica das diferentes soluções foram realizadas medições a uma amostra representativa de ascensores eléctricos de roda de aderência. Esta amostra é constituída por 39 ascensores que estão instalados em diferentes tipos de edifícios e que pertencem a diferentes categorias de utilização, de acordo com a norma VDI 4707:2009. Para cada ascensor foi medida a energia consumida e a energia gerada para uma manobra completa – a descida e a subida da cabina sem carga. A partir das medições, e com base na norma VDI 4707:2009 foram calculados os valores anualizados de energia eléctrica consumidos e produzidos por cada ascensor. A partir das 5 hipóteses identificadas para a utilização da energia recuperada (carregamento de bateria para alimentação dos circuitos em stand-by; carregamento de supercondensador para alimentação dos circuitos em stand-by; carregamento de supercondensador para alimentar o barramento DC; reinjecção da energia no barramento DC de um conjunto de ascensores em grupo; reinjecção da energia na rede eléctrica do edifício onde o ascensor está instalado) foi realizada a avaliação técnica e a avaliação económico-financeira para cada um dos ascensores. Por último, foi desenvolvido um simulador que permite definir a solução de recuperação de energia que seja técnica e economicamente mais viável, para um dado ascensor eléctrico de roda de aderência instalado, mediante a introdução dos parâmetros técnicos do ascensor em avaliação.

Paracoccidioides brasilienses isolates obtained from patients with acute and chronic disease exhibit morphological differences after animal passage

The basis for virulence in Paracoccidioides brasiliensis is not completely understood. There is a consensus that the sequencial in vitro subcultivation of P. brasiliensis leads to loss of its pathogenicity, which can be reverted by reisolation from animal passage. Attention to morphological and biochemical properties that are regained or demonstrated after animal passage may provide new insights into factors related to the pathogenicity and virulence of P. brasiliensis. We evaluated morphological characters: the percentage of budding cells, number of buds by cell and the diameter of 100 mother cells of yeast-like cells of 30 P. brasiliensis isolates, before and after animal passage. The isolates were obtained from patients with different clinical forms of paracoccidioidomycosis (PCM): acute form (group A, n=15) and chronic form (group C, n=15). The measurement of the yeast cell sizes was carried out with the aid of an Olympus CBB microscope coupled with a micrometer disc. We measured the major transverse and longitudinal axes of 100 viable cells of each preparation. The percentage of budding cells as also the number of buds by cell was not influenced by animal passage, regardless of the source of the strain (acute or chronic groups). The size values of P. brasiliensis isolates from groups A and C, measured before the animal passage exhibited the same behavior. After animal passage, there was a statistically significant difference between the cell sizes of P. brasiliensis isolates recovered from testicles inoculated with strains from groups A and C. The maximum diameter of mother cells from group A isolates exhibited a size of 42.1mm in contrast with 32.9mm exhibited by mother cells from group C (p<0.05). The diameter of 1500 mother cells from group A isolates exhibited a medium size of 16.0mm (SD ± 4.0), a value significantly higher than the 14.1mm (SD = ± 3.3) exhibited by 1500 mother cells from group C isolates (p<0.05). Our results reinforce the polymorphism exhibited by P. brasiliensis in biological material and the need for further investigations to elucidate the role of morphological parameters of the fungus in the natural history of the disease.

Projeto de um centro de roda para veículo de competição

A presente tese surgiu da cooperação entre a empresa Semog Racing e o Instituto Superior de Engenharia do Porto, no âmbito da unidade curricular de DPEST, englobado no 2º ano do Mestrado de Engenharia Mecânica, ramo de Construções Mecânicas. Esta dissertação tem como objetivo principal, o projeto de um novo centro de roda para substituir o existente num veículo de competição da Semog Racing. Este centro deverá ser dimensionado para suportar o peso do veículo e os esforços transmitidos à roda. Pretende-se igualmente que o novo modelo apresente um design apelativo e um baixo custo de produção para poder vir ser a comercializado. Na primeira fase, será estudado o centro de roda original fornecido pela Semog Racing. Este estudo engloba a modelação do componente através do software SolidWorks® e uma fase de simulações para diferentes condições de carregamento. O estudo será complementado com a realização de ensaios experimentais para validação do modelo numérico. A segunda fase é dedicada ao desenvolvimento do novo modelo de centro de roda, focando as características mecânicas e o design. Este tem como base o estudo numérico realizado para a roda original, tendo sempre como objetivo final garantir que o novo centro de roda cumpra todos os requisitos. O caminho seguido no processo de otimização é suportado em simulações numéricas pelo método dos elementos finitos, o qual permite aferir quais os pontos críticos a corrigir. No final, será apresentado um novo modelo de centro de roda capaz de suportar as cargas previstas de serviço, que apresente um baixo custo de fabrico e design apelativo.

Fatal disseminated paracoccidioidomycosis in a two-year-old child

A two year-old female child was admitted at the Pediatric Intensive Care Unit in a septic shock associated with a lymphoproliferative syndrome, with history of fever, adynamia and weight loss during the last two months. On admission, the main clinical and laboratory manifestations were: pallor, jaundice, disseminated enlarged lymph nodes, hepatosplenomegaly, crusted warts on face, anemia, eosinophilia, thrombocytopenia, increased direct and indirect bilirubin, alkaline phosphatase, and gammaglutamyl transpeptidase. A parenteral administration of fluids, dobutamine and mechanical ventilation was started, without improvement of the clinical conditions. A direct examination of exsudate collected from cervical lymph node revealed numerous oval-to-around cells with multiple budding, like a "pilot wheel" cell, suggesting Paracoccidioides brasiliensis. Even though treatment with intravenous sulfamethoxazole-trimethoprine was soon started, the child died 36 hours after hospital admission. Disseminated paracoccidioidomycosis was confirmed in the autopsy. This is the youngest case of paracoccidioidomycosis in children reported in the literature.

Combining sparse and dense methods in 6D Visual Odometry

13th International Conference on Autonomous Robot Systems (Robotica), 2013, Lisboa

Comparison of five methods for oxacillin susceptibility testing of Staphylococcus aureus isolates from cystic fibrosis patients

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) are now a worldwide problem. Cystic fibrosis (CF) patients are commonly colonized and infected by MRSA. Accurate oxacillin susceptibility testing is mandatory for the adequate management of these patients. We performed a comparison of the accuracy of different tests in CF isolates, including methicillin-susceptible S. aureus and MRSA with different SCCmec types, and using the mecA gene as the gold-standard. The sensitivity and specificity of oxacillin disc, Etest, and oxacillin agar screening plate were 100%. Sensitivity of the cefoxitin disc was 85% and specificity was 100%. For clinically relevant isolates, laboratories may consider the use of a combination of two phenotypic methods.

Bacteriological evaluation of wounds in seriously burned hospitalized patients

During the period between May and December 1988, 21 patients were studied bacteriologically at Hospital João XXIII's burn's unit which belongs to "Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais" in Belo Horizonte, Brazil. A qualitative and quantitative evaluation of aerobic and facultative bacteria from burn wounds was carried out by the standard filter paper disc technique, including antibiotic susceptibility. At the same time an evaluation of those bacteria isolated from the environmental unit was performed. The most common organisms recovered from wounds of patients were: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, and Staphylococcus epidermidis. P. pseudomallei was the most frequent strain recovered from environmental specimens. In nearly all patients specimens (16 in total) from whom P. aeruginosa was isolated, the rate of CFU/cm² of skin was above 10². In nine of these, it reached 10(5), wich is equivalent to 10(7) CFU/g of burned tissue.

The role of Grainy head in epithelial tissue growth

Part of the results of this thesis was presented in the following meetings: Susana Ponte, Lara Carvalho, Inês Cristo and António Jacinto. The role of Grainy head in epithelial tissue growth. Drostuga 2013. Faro, Portugal, January 3rd 2014 [poster] Susana Ponte, Lara Carvalho, Inês Cristo and António Jacinto. The role of Grainy head in epithelial tissue growth. Drostuga 2014. Tomar, Portugal, September 5th-6th 2014 [poster]

Semantic enrichment of knowledge sources supported by domain ontologies

This thesis introduces a novel conceptual framework to support the creation of knowledge representations based on enriched Semantic Vectors, using the classical vector space model approach extended with ontological support. One of the primary research challenges addressed here relates to the process of formalization and representation of document contents, where most existing approaches are limited and only take into account the explicit, word-based information in the document. This research explores how traditional knowledge representations can be enriched through incorporation of implicit information derived from the complex relationships (semantic associations) modelled by domain ontologies with the addition of information presented in documents. The relevant achievements pursued by this thesis are the following: (i) conceptualization of a model that enables the semantic enrichment of knowledge sources supported by domain experts; (ii) development of a method for extending the traditional vector space, using domain ontologies; (iii) development of a method to support ontology learning, based on the discovery of new ontological relations expressed in non-structured information sources; (iv) development of a process to evaluate the semantic enrichment; (v) implementation of a proof-of-concept, named SENSE (Semantic Enrichment kNowledge SourcEs), which enables to validate the ideas established under the scope of this thesis; (vi) publication of several scientific articles and the support to 4 master dissertations carried out by the department of Electrical and Computer Engineering from FCT/UNL. It is worth mentioning that the work developed under the semantic referential covered by this thesis has reused relevant achievements within the scope of research European projects, in order to address approaches which are considered scientifically sound and coherent and avoid “reinventing the wheel”.

Soft biomaterials as a substitute for the Nucleus Pulposus

One of the largest health problems faced worldwide, when evaluated by direct (clinical) as well indirect cost (absenteeism), is the degeneration of the intervertebral disc (IVD) that leads to back pain and, potentially disability and individual´s quality of life decreasing. The intervertebral disc is a mechanical and biological complex structure, formed by a tough outer layer of fibrocartilage called Annulus Fibrosus (AF),which surrounds a soft, elastic and gelatinous core called Nucleus Pulposus (NP). These two structures are completed by two upper and lower encasing layer called Vertebral Endplates (VEP). The degeneration of the IVD is marked by the dehydration of the Nucleus Pulposus, reducing the hydrostatic pressure inside the nucleus, resulting in a loss of capability to support compressive forces, during the active period, and to regain height during the resting period. This situation will compromise the role of shock absorber by the NP and transfers these forces to the AF. This transfer will result in cracks on the AF, deteriorating the IVD, allowing the ingrowth of vessels and nerves. This project was based on the developing a protocol to test suitable NP replacements, in hope to future assessment of discrete mechanical values and characteristics for an NP replacement. For this, Nucleus pulposus samples from goat, encapsulated Hydromed gel denominated “Raviolis” and Chitosan gels, produced via wet route using an ammonium environment, were confined compressed. Chitosan was rheologically tested and swelling capability of all the three type of materials was assessed. Results showed that the Nucleus Pulposus and “Raviolis” have similar mechanical behavior, being able to swell and “build up” hydrostatic pressure after a compression stage, while the Chitosan gel did not showed that ability. Therefore, “Raviolis” are a more suitable candidate to replace the NP than Chitosan gels. It was also observed that confined compression is the key test to perform on any possible candidate to replace the NP.

Hepatitis B and C in a Brazilian deaf community

ABSTRACTINTRODUCTION:Although deaf people are exposed to hepatitis B and C risk factors, epidemiological studies regarding these diseases in deaf people are lacking.METHODS:After watching an explanatory digital versatile disc (DVD) in Brazilian Sign Language, 88 deaf people were interviewed and tested for hepatitis B surface antigen (HBsAg), hepatitis B surface antibody (anti-HBs), hepatitis B core antibody (anti-HBc), and hepatitis C virus antibody (anti-HCV).RESULTS:The prevalence of hepatitis B markers was 8%; they were associated with incarceration and being born outside the State of São Paulo. No cases of hepatitis C were identified.CONCLUSIONS:Participants showed a substantial lack of knowledge regarding viral hepatitis, indicating a need for public policies that consider linguistic and cultural profiles.

Monoterpene isolated from the essential oil of Trachyspermum ammi is cytotoxic to multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus strains

Abstract INTRODUCTION: The aim of this study was to determine whether an herbal extract containing monoterpene exhibited activity against multidrug-resistant Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa isolated from clinical infection samples. METHODS: The essential oil of Trachyspermum ammi (L.) Sprague ex Turrill (Apiaceae) fruit was extracted by hydrodistillation. Fruit residues were treated with hydrochloric acid and re-hydrodistilled to obtain volatile compounds. Compounds in the distilled oil were identified using gas-chromatography (GC) and GC-mass spectrometry (MS). The antibiotic susceptibility of all bacterial isolates was analyzed using both the disc diffusion method and determination of the minimum inhibitory concentration (MIC). The sensitivity of antibiotic-resistant isolates to essential oil was also determined by using the disc diffusion method and MIC determination. RESULTS: Of 26 clinical isolates, 92% were multidrug-resistant (MDR). Aromatic monoterpenes (thymol, paracymene, and gamma-terpinene) were the major (90%) components of the oil. Growth of S. aureus strains was successfully inhibited by the oil, with an inhibitory zone diameter (IZD) between 30-60mm and MIC <0.02μL/mL. The oil had no antimicrobial activity against clinical isolates of P. aeruginosa; rather, it prevented pigment production in these isolates. CONCLUSIONS: This study revealed that the essential oil of Trachyspermum ammi, which contains monoterpene, has good antibacterial potency. Monoterpenes could thus be incorporated into antimicrobial ointment formulas in order to treat highly drug-resistant S. aureus infections. Our findings also underscore the utility of research on natural products in order to combat bacterial multidrug resistance.

A educação para a saúde em meio escolar como veículo construtor para a mudança de comportamentos alimentares

Relatório de estágio de mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1º Ciclo do Ensino Básico