Towards Human-like Bimanual Movements in Anthropomorphic Robots: A Nonlinear Optimization Approach

Previously we have presented a model for generating human-like arm and hand movements on an unimanual anthropomorphic robot involved in human-robot collaboration tasks. The present paper aims to extend our model in order to address the generation of human-like bimanual movement sequences which are challenged by scenarios cluttered with obstacles. Movement planning involves large scale nonlinear constrained optimization problems which are solved using the IPOPT solver. Simulation studies show that the model generates feasible and realistic hand trajectories for action sequences involving the two hands. The computational costs involved in the planning allow for real-time human robot-interaction. A qualitative analysis reveals that the movements of the robot exhibit basic characteristics of human movements.

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.

Desenvolvimento e Controlo de um Veículo Autónomo Aéreo Quadrotor

A crescente necessidade de meios de inspecção e recolha de informação de infraestruturas e do meio ambiente natural, origina o recurso a meios tecnológicos cada vez mais evoluídos. Neste contexto, os robôs móveis autónomos aéreos surgem como uma ferramenta importante. Em particular, os veículos aéreos de asa móvel, pela sua manobrabilidade e controlo podem-se utilizar eficazmente em meios complexos como cenários interiores onde o ambiente é parcialmente controlado. A sua utilização em coordenação com outros veículos robóticos móveis e em particular com a crescente autonomia de decisão, permitem uma eficiência elevada, por exemplo, em tarefas de recolha automática de informação, vigilância, apoio a comunicações, etc. A inexistência de um veículo autónomo de asa móvel no cenário multi-robótico desenvolvido pelo Laboratório de Sistemas Autónomos do Instituto Superior de Engenharia do Porto, aliada às suas aplicações referidas, criou a necessidade do desenvolvimento de um veículo desta gama. Identificou-se, pois, o desenvolvimento de um veículo autónomo aéreo do tipo quadrotor com capacidade de vôo base estabilizado como o problema a resolver. Foi efectuado um levantamento de requisitos do sistema, a caracterização de um veículo autónomo aéreo Vertical Take-off and Landing - VTOL, e efectuado um trabalho de pesquisa a fim de possibilitar o conhecimento das técnicas e tecnologias envolvidas. Tendo em vista o objectivo de controlo e estabilização do veículo, foi efectuada a modelização do sistema que serviu não só para a melhor compreensão da sua dinâmica mas também para o desenvolvimento de um simulador que possibilitou a validação de estratégias de controlo e avaliação de comportamentos do veículo para diferentes cenários. A inexistência de controladores de motores brushless adequada (frequência de controlo), originou o desenvolvimento de um controlador dedicado para motores brushless, motores esses utilizados para a propulsão do veículo. Este controlador permite uma taxa de controlo a uma frequência de 20KHz, possui múltiplas interfaces de comunicação (CAN, RS232, Ethernet, SPI e JTAG), é de reduzido peso e dimensões e modular, visto ter sido implementado em dois módulos, i.e., permite a sua utilização com diferentes interfaces de potência. Projectou-se um veículo autónomo aéreo em termos físicos com a definição da sua arquitectura de hardware e software bem como o sistema de controlo de vôo. O sistema de estabilização de vôo compreende o processamento de informação fornecida por um sistema de navegação inercial, um sonar e o envio de referências de velocidade para cada um dos nós de controlo ligados a um barramento CAN instalado no veículo. A implementação do veículo foi alcançada nas suas vertentes mecânica, de hardware e software. O UAV foi equipado com um sistema computacional dotando-o de capacidades para o desempenho de tarefas previamente analisadas. No presente trabalho, são também tiradas algumas conclusões sobre o desenvolvimento do sistema e sua implementação bem como perspectivada a sua evolução futura no contexto de missões coordenadas de múltiplos veículos robóticos.

Projeto e desenvolvimento de células robotizadas para soldadura e cladding

A utilização de equipamentos robóticos para o processo de soldadura por arco elétrico teve um forte crescimento nas décadas de 80 e 90, altura em que o custo e fiabilidade da tecnologia passou a permitir a integração de robôs em linhas de produção ou em células de fabrico. Depressa cresceram as exigências de uma produção com qualidade repetitiva e facilmente ajustável, e as restrições ao uso de processos manuais ou de tecnologias com pouca flexibilidade. Desde o início do século XXI que a renovação de uma estação de fabrico de peças soldadas para produção em série, especialmente no setor automóvel, parece forçada à integração de robôs industriais, que assim se tornaram símbolos de produtividade. A KAMAZ encontra-se atualmente a renovar alguns dos seus processos de fabrico, incluindo as áreas de soldadura por arco ou cladding. Esta Dissertação aborda o trabalho elaborado, depois de contratualizada com a ABB Rússia a instalação de novas células de fabrico robotizado nesta empresa. Este projeto tem início com o levantamento das necessidades, a verificação do processo existente, e a procura da solução tecnológica que se adapte a essas condições e cumpra os requisitos acordados. São realizadas modelações e simulações off-line em 3D, usando o software RobotStudio da ABB, que permitiram testar cada solução e analisar a sua adequação e viabilidade. Para maior garantia de se obter a qualidade esperada na fusão e deposição do material por processo com arco elétrico revestido a gás, foram realizados testes reais utilizando equipamento robótico em condições baseadas nos testes feitos no ambiente virtual. Por último, são ajustadas as localizações dos postos de trabalho ao layout existente e é feito o balanceamento do tempo de operação manual com o tempo do processo robotizado. Este projeto de Tese termina com a aceitação do cliente para a solução encontrada e para os resultados dos testes reais de ambos os processos.

Implante Contraceptivo Não Palpável - Estratégias para a sua Localização e Remoção

Overview and Aims: The contraceptive implant is frequently used to provide contraceptive protection over three years. The implant is inserted into the subcutaneous tissue of the upper arm, and should be palpable and easily removed. We evaluated the best imaging strategy for non-palpable implant (Implanon®) localization and removal. Study Design: Retrospective study. Population: A total of 11 women referred to a tertiary care hospital, between October 2009 and January 2012, for localization and removal of their non-palpable implants. Methods: Different localization methods (ultrasound and magnetic resonance imaging) were evaluated for non-palpable rod. Results: Seven of the nonpalpable implants were inserted in a health care center, three in a district hospital and one in a private clinic. In three women, the reasons for requesting removal were the end of the implant validity, two wanted to become pregnant, two had weight gain, one had weight loss, one referred irregular bleeding, one had two implants and one did a hysterectomy. In 81.8% (9) of the women, the implants were identified and localized by ultrasound, and successfully removed. In two patients the implant was not found and therefore not removed. Conclusions: In our study, high resolution ultrasound proved to be a sensitive method in implants localization, being the primary choice for determining the location of nonpalpable implants.

Conceção de um tutorial de Iniciação ao co-projeto de Hardware/software

A crescente evolução dos dispositivos contendo circuitos integrados, em especial os FPGAs (Field Programmable Logic Arrays) e atualmente os System on a chip (SoCs) baseados em FPGAs, juntamente com a evolução das ferramentas, tem deixado um espaço entre o lançamento e a produção de materiais didáticos que auxiliem os engenheiros no Co- Projecto de hardware/software a partir dessas tecnologias. Com o intuito de auxiliar na redução desse intervalo temporal, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de documentos (tutoriais) direcionados a duas tecnologias recentes: a ferramenta de desenvolvimento de hardware/software VIVADO; e o SoC Zynq-7000, Z-7010, ambos desenvolvidos pela Xilinx. Os documentos produzidos são baseados num projeto básico totalmente implementado em lógica programável e do mesmo projeto implementado através do processador programável embarcado, para que seja possível avaliar o fluxo de projeto da ferramenta para um projeto totalmente implementado em hardware e o fluxo de projeto para o mesmo projeto implementado numa estrutura de harware/software.

Melhoria e automação de linhas de montagem

Hoje em dia, e com os avanços tecnológicos a surgirem de forma constante, existem novas áreas que têm de ser consideradas com um foco importante por parte de todas as organizações, sendo uma delas a robótica industrial. Motivada em aumentar o seu output, as condições de trabalho para os seus colaboradores, bem como todas as condições de organização da logística interna, a Grohe Portugal, mais especificamente o departamento da montagem, achou relevante fazer um estudo de métodos e tempos, calculando os ganhos potenciais de aumento de output com introdução de robótica nas linhas dos cartuchos. Os objetivos principais seriam então, fazer uma restruturação de todo o layout dessas linhas, tendo como foco automatizar alguma(s) operação(ões), conseguindo assim uma melhoria significativa do output dessas linhas com o menor payback possível. Posto isto, esta dissertação pretende apresentar o trabalho desenvolvido junto da Grohe Portugal, que teve como objetivo fazer os estudos e a automatização de linhas de montagem de cartuchos, bem como melhorar algumas linhas de montagem tendo em conta fatores ergonómicos. Relativamente à automatização da linha dos cartuchos, foi importante estudar todos os seguintes aspetos:  utilização de unidades robóticas;  ergonomia;  ganhos de produtividade;  automatizar ou semi-automatizar operações;  simplificar processos de montagem;  simplificar setups;  solicitar orçamentos;  elaborar caderno de encargos. Para a realização deste projeto, o trabalho desenvolvido foi decomposto em várias etapas, entre as quais se destacam:  análise e estudo dos métodos e sequências de montagem;  levantamento de todos os componentes e operações de montagem até à obtenção do cartucho final;  estudo de tempos de todas essas operações de montagem;  caraterização de um novo layout para as linhas com a introdução de unidades robóticas, tanto quanto possível, mais adequadas;  elaboração de caderno de encargos para ser enviado a empresas, para estas poderem apresentar uma orçamentação, bem como indicar as unidades robóticas mais adequadas para as tarefas pretendidas;  automatização da linha dos cartuchos. Relativamente ao projeto de novas linhas de montagem tendo em conta fatores ergonómicos, de forma a melhorar os sistemas de abastecimento e as condições de trabalho por parte dos operadores, foram postos em prática diferentes passos, nomeadamente:  identificação de todos os processos de montagem realizados pelos operadores na linha a melhorar;  estudo e definição da disposição dos componentes na nova linha, bem como a sua forma de abastecimento;  projeto da nova linha de montagem em 3D com recurso ao software SolidWorks;  realização prática da linha, acompanhando e ajudando a equipa da ferramentaria. O balanço final do trabalho foi bastante positivo, tanto na automatização das linhas de montagem dos cartuchos, em que todo o seu estudo foi alcançado com sucesso, como no melhoramento ergonómico das linhas de montagem, tendo-se alcançado melhorias em alguns índices de qualidade, tempos de abastecimento, organização das linhas, e nas condições de iluminação, resultando essas melhorias numa avaliação positiva por parte dos colaboradores que nelas trabalham todos os dias.

Kitchen robot prod. line development. Proj. of Bowden cables cutting and thermal forming machine.

This document presents particular description of work done during student’s internship in PR Metal company realized as ERASMUS PROJECT at ISEP. All information including company’s description and its structure, overview of the problems and analyzed cases, all stages of projects from concept to conclusion can be found here. Description of work done during the internship is divided here into two pieces. First part concerns one activities of the company which is robotic chefs (kitchen robot) production line. Work, that was done for development of this line involved several tasks, among them: creating a single-worker montage station for screwing robots housing’s parts, improve security system for laser welding chamber, what particularly consists in designing automatically closing door system with special surface, that protects against destructive action of laser beam, test station for examination of durability of heating connectors, solving problem with rotors vibrations. Second part tells about main task, realized in second half of internship and stands a complete description of machine development and design. The machine is a part of car handle latch cable production line and its tasks are: cutting cable to required length and hot-forming plastic cover for further assembly needs.

The Effect of Statins on Mortality in Septic Patients: a Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials

OBJECTIVE: Statins are among the most prescribed drugs worldwide and their recently discovered anti-inflammatory effect seems to have an important role in inhibiting proinflammatory cytokine production, chemokines expression and counteracting the harmful effects of sepsis on the coagulation system. We decided to perform a meta-analysis of all randomized controlled trials ever published on statin therapy in septic patients to evaluate their effect on survival and length of hospital stay. DATA SOURCES AND STUDY SELECTION: Articles were assessed by four trained investigators, with divergences resolved by consensus. BioMedCentral, PubMed, Embase and the Cochrane Central Register of clinical trials were searched for pertinent studies. Inclusion criteria were random allocation to treatment and comparison of statins versus any comparator in septic patients. DATA EXTRACTION AND SYNTHESIS: Data from 650 patients in 5 randomized controlled studies were analyzed. No difference in mortality between patients receiving statins versus control (44/322 [14%] in the statins group vs 50/328 [15%] in the control arm, RR = 0.90 [95% CI 0.65 to 1.26], p = 0.6) was observed. No differences in hospital stay (p = 0.7) were found. CONCLUSIONS: Published data show that statin therapy has no effect on mortality in the overall population of adult septic patients. Scientific evidence on statins role in septic patients is still limited and larger randomized trials should be performed on this topic.

Locally Advanced and Metastatic Prostate Cancer Treated with Intermittent Androgen Monotherapy or Maximal Androgen Blockade: Results from a Randomised Phase 3 Study by the South European Uroncological Group

BACKGROUND: Few randomised studies have compared antiandrogen intermittent hormonal therapy (IHT) with continuous maximal androgen blockade (MAB) therapy for advanced prostate cancer (PCa). OBJECTIVE: To determine whether overall survival (OS) on IHT (cyproterone acetate; CPA) is noninferior to OS on continuous MAB. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS: This phase 3 randomised trial compared IHT and continuous MAB in patients with locally advanced or metastatic PCa. INTERVENTION: During induction, patients received CPA 200 mg/d for 2 wk and then monthly depot injections of a luteinising hormone-releasing hormone (LHRH; triptoreline 11.25 mg) analogue plus CPA 200 mg/d. Patients whose prostate-specific antigen (PSA) was <4 ng/ml after 3 mo of induction treatment were randomised to the IHT arm (stopped treatment and restarted on CPA 300 mg/d monotherapy if PSA rose to ≥20 ng/ml or they were symptomatic) or the continuous arm (CPA 200 mg/d plus monthly LHRH analogue). OUTCOME MEASUREMENTS AND STATISTICAL ANALYSIS: Primary outcome measurement was OS. Secondary outcomes included cause-specific survival, time to subjective or objective progression, and quality of life. Time off therapy in the intermittent arm was recorded. RESULTS AND LIMITATIONS: We recruited 1045 patients, of which 918 responded to induction therapy and were randomised (462 to IHT and 456 to continuous MAB). OS was similar between groups (p=0.25), and noninferiority of IHT was demonstrated (hazard ratio [HR]: 0.90; 95% confidence interval [CI], 0.76-1.07). There was a trend for an interaction between PSA and treatment (p=0.05), favouring IHT over continuous therapy in patients with PSA ≤1 ng/ml (HR: 0.79; 95% CI, 0.61-1.02). Men treated with IHT reported better sexual function. Among the 462 patients on IHT, 50% and 28% of patients were off therapy for ≥2.5 yr or >5 yr, respectively, after randomisation. The main limitation is that the length of time for the trial to mature means that other therapies are now available. A second limitation is that T3 patients may now profit from watchful waiting instead of androgen-deprivation therapy. CONCLUSIONS: Noninferiority of IHT in terms of survival and its association with better sexual activity than continuous therapy suggest that IHT should be considered for use in routine clinical practice.

Melanoma and Satellite Blue Papule

The colors that are seen in dermoscopy depend on the anatomic level of the skin at which the chromophores are seen. Blue color can be found in a variety of melanocytic and nonmelanocytic lesions. An 89-year-old man presented with a 3-year history of a slow-growing, hyperpigmented patch located on the distal third of the right arm. Dermoscopy showed an atypical network, irregularly distributed globules, pigmented internal streaks and a milky-red area. Based on these findings a diagnosis of slow-growing malignant melanoma was made. Simultaneously, a well-defined blue papule was seen on the proximal third of the same arm. Dermoscopy disclosed a homogeneous blue pattern. After clinical and dermoscopic correlation our differential diagnosis for this blue lesion included cutaneous melanoma metastasis, blue nevus and foreign body reaction. The patient recalled its onset 75 years ago after a grenade explosion. We also discuss the blue lesion appearance under reflectance confocal microscopy and high-definition optical coherence tomography. Histopathological examination after excision of the hyperpigmented patch and blue papule revealed a melanoma in situ and a foreign body reaction, respectively. The diagnostic evaluation of a blue lesion should always rely on the integration of all data, especially clinical and dermoscopic features. Other non-invasive techniques, like reflectance confocal microscopy and high-definition optical coherence tomography can also be important aids for its differential diagnosis.

Acute Upper Limb Ischemia, a Rare Presentation of Giant Cell Arteritis

Giant cell arteritis (GCA) is a systemic large vessel vasculitis, with extracranial arterial involvement described in 10-15% of cases, usually affecting the aorta and its branches. Patients with GCA are more likely to develop aortic aneurysms, but these are rarely present at the time of the diagnosis. We report the case of an 80-year-old Caucasian woman, who reported proximal muscle pain in the arms with morning stiffness of the shoulders for eight months. In the previous two months, she had developed worsening bilateral arm claudication, severe pain, cold extremities and digital necrosis. She had no palpable radial pulses and no measurable blood pressure. The patient had normochromic anemia, erythrocyte sedimentation rate of 120 mm/h, and a negative infectious and autoimmune workup. Computed tomography angiography revealed concentric wall thickening of the aorta extending to the aortic arch branches, particularly the subclavian and axillary arteries, which were severely stenotic, with areas of bilateral occlusion and an aneurysm of the ascending aorta (47 mm). Despite corticosteroid therapy there was progression to acute critical ischemia. She accordingly underwent surgical revascularization using a bilateral carotid-humeral bypass. After surgery, corticosteroid therapy was maintained and at six-month follow-up she was clinically stable with reduced inflammatory markers. GCA, usually a chronic benign vasculitis, presented exceptionally in this case as acute critical upper limb ischemia, resulting from a massive inflammatory process of the subclavian and axillary arteries, treated with salvage surgical revascularization.

Web-assisted tobacco intervention in Portuguese : intentions to make behavioural changes and behavioural changes

ABSTRACT - The problem of how to support “intentions to make behavioural changes” (IBC) and “behaviour changes” (BC) in smoking cessation when there is a scarcity of resources is a pressing issue in public health terms. The present research focuses on the use of information and communications technologies and their role in smoking cessation. It is developed in Portugal after the ratification of WHO Framework Convention on Tobacco Control (on 8 November 2005). The prevalence of smokers over fifteen years of age within the population stood at 20.9% (30.9% for men and 11.8% for women). While the strategy of helping people to quit smoking has been emphasised at National Health Service (NHS) level, the uptake of cessation assistance has exceeded the capacity of the service. This induced the search of new theoretical and practical venues to offer alternative options to people willing to stop smoking. Among these, the National Health Plan (NHP) of Portugal (2004-2010), identifies the use of information technologies in smoking cessation. eHealth and the importance of health literacy as a means of empowering people to make behavioural changes is recurrently considered an option worth investigating. The overall objective of this research is to understand, in the Portuguese context, the use of the Internet to help people to stop smoking. Research questions consider factors that may contribute to “intentions to make behavioural changes” (IBC) and “behavioural changes” (BC) while using a Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP). Also consideration is given to the trade-off on the use of the Web as a tool for smoking cessation: can it reach a vast number of people for a small cost (efficiency) demonstrating to work in the domain of smoking cessation (efficacy)”? In addition to the introduction, there is a second chapter in which the use of tobacco is discussed as a public health menace. The health gains achieved by stopping smoking and the means of quitting are also examined, as is the use of the Internet in smoking cessation. Then, several research issues are introduced. These include background theory and the theoretical framework for the Sense of Coherence. The research model is also discussed. A presentation of the methods, materials and of the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) follows. In chapter four the results of the use of the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) are presented. This study is divided into two sections. The first describes results related to quality control in relation to the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) and gives an overview of its users. Of these, 3,150 answered initial eligibility questions. In the end, 1,463 met all eligibility requirements, completed intake, decided on a day to quit smoking (Dday) and declared their “intentions to make behavioural changes” (IBC) while a second targeted group of 650 did not decide on a Dday. With two quit attempts made before joining the platform, most of the participants had experienced past failures while wanting to stop. The smoking rate averaged 21 cigarettes per day. With a mean age of 35, of the participants 55% were males. Among several other considerations, gender and the Sense of Coherence (SOC) influenced the success of participants in their IBC and endeavour to set quit dates. The results of comparing males and females showed that, for current smokers, establishing a Dday was related to gender differences, not favouring males (OR=0.76, p<0.005). Belonging to higher Socio-economic strata (SES) was associated with the intention to consider IBC (when compared to lower SES condition) (OR=1.57, p<0.001) and higher number of school years (OR=0.70, p<0.005) favoured the decision to smoking cessation. Those who demonstrated higher confidence in their likelihood of success in stopping in the shortest time had a higher rate of setting a Dday (OR=0.51, p<0.001). There were differences between groups in IBC reflecting the high and low levels of the SOC score (OR=1.43, p=0.006), as those who considered setting a Dday had higher levels of SOC. After adjusting for all variables, stages of readiness to change and SOC were kept in the model. This is the first Arm of this research where the focus is a discussion of the system’s implications for the participants’ “intentions to make behavioural changes” (IBC). Moreover, a second section of this study (second Arm) offers input collected from 77 in-depth interviews with the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) users. Here, “Behaviour Change” (BC) and the usability of the platform are explored a year after IBC was declared. A percentage of 32.9% of self-reported, 12-month quitters in continuous abstinence from smoking from Dday to the 12-month follow- up point of the use of the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) has been assessed. Comparing the Sense of Coherence (SOC) scores of participants by their respective means, according to the two groups, there was a significant difference in these scores of non smokers (BC) (M=144,66, SD=22,52) and Sense of Coherence (SOC) of smokers (noBC) (M=131,51, SD=21,43) p=0.014. This WATIP strategy and its contents benefit from the strengthening of the smoker’s sense of coherence (SOC), so that the person’s progress towards a life without tobacco may be experienced as comprehensible, manageable and meaningful. In this sample the sense of coherence (SOC) effect is moderate although it is associated with the day to quit smoking (Dday). Some of the limitations of this research have to do with self-selection bias, sample size (power) and self-reporting (no biochemical validation). The enrolment of participants was therefore not representative of the smoking population. It is not possible to verify the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) evaluation of external validity; consequently, the results obtained cannot be applied generalized. No participation bias is provided. Another limitation of this study is the associated limitations of interviews. Interviewees’ perception that fabricating answers could benefit them more than telling the simple truth in response to questions is a risk that is not evaluated (with no external validation like measuring participants’ carbon monoxide levels). What emerges in this analysis is the relevance of the process that leads to the establishment of the quit day (Dday) to stop using tobacco. In addition, technological issues, when tailoring is the focus, are key elements for scrutiny. The high number of dropouts of users of the web platform mandates future research that should concentrate on the matters of the user-centred design of portals. The focus on gains in health through patient-centred care needs more research, so that technology usability be considered within the context of best practices in smoking cessation.

Range of motion measurements based on depth camera for clinical rehabilitation

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Envelhecimento ativo, capacidade funcional e atividade física: análise de fatores que contextualizam o processo de envelhecimento e sua percepção por parte de pessoas idosas

RESUMO: O envelhecimento populacional saudável ocupa parte da agenda do processo do envelhecimento humano, retratando uma preocupação social com repercussões nas economias societárias. O processo de envelhecimento, quando abordado fora do paradigma do envelhecimento saudável, desconsidera socialmente o potencial humano das pessoas idosas, promovendo a segregação e motivando atitudes de preconceito e discriminação, além de desperdiçar a experiência, o saber, a cultura e a capacidade de participação da pessoa idosa como contributo para a sociedade a que ela está inserida. O foco central da Política Nacional de Saúde do Idoso brasileira se inscreve na promoção de um envelhecimento saudável, nomeadamente por meio da manutenção da capacidade funcional ao valorizar a autonomia, a independência física e a integridade mental da pessoa idosa. O desafio para a viabilização do processo de envelhecimento ativo e bem-sucedido consiste na maximização das capacidades, potencialidades e recursos pessoais, comunitários e políticos. Pressupõe, também, uma concepção ampliada de viver, contextualizada no contínuo da vida, capaz de externar a preocupação com a saúde e o bem-estar, integrando as pessoas em fase de envelhecimento no contexto do ciclo de vida. Diante do exposto, a presente investigação objetivou conhecer os determinantes de envelhecimento ativo e bem-sucedido, numa população em processo de envelhecimento e relacioná-los com as ―práticas/conteúdos‖ e representações / significados‖ sobre o envelhecimento, as atividades físicas e a capacidade funcional. A investigação foi estruturada em três estudos: no primeiro foi criado e testado o instrumento ―Envelhecimento ativo, capacidade funcional e atividade física‖, na cidade de Lisboa, Portugal, e posteriormente realizada sua adaptação cultural e linguística do português de Portugal para o do Brasil. No segundo foi feita uma pesquisa observacional do tipo survey, descritiva e exploratória com o objetivo de conhecer as relações esteabelecidas entre o envelhecimento bem-sucedido, ativo, a atividade física e a capacidade funcional de uma população em processo de envelhecimento; e no terceiro momento foi realizado um estudo de cariz qualitativo com o objetivo de captar as percepções e comportamentos dos entrevistados diante do fato de se sentirem ou não pessoas idosas ou envelhecidas. Foram adotados os seguintes referenciais teóricos: envelhecimento ativo, envelhecimento bem sucedido, concepção muldidimensional do processual do envelhecimento (determinantes pessoais, familiares, sociais, psicocomunicacionais, econômicos e de saúde), atividade física e capacidade funcional e abordados à luz do perfil demográfico e da experiência das realidades européias, americana e brasileira. Foram triagulados métodos e técnicas (entrevista individual gravada, mensurações e questionário). Participaram pessoas com 60 anos de idade ou mais vinculadas que frequentam dois programas públicos destinados às pessoas idosas na cidade de Juiz de Fora, Minas Gerais, Brasil e foram excluidas as participações de pessoas com dependência para atividades da vida diária, para as atividades instrumentais da vida diária e com alteração do nível de consciência. Amostra aleatória estratificada composta por 326 participantes na qual foram realizadas mensurações e amostra por tipicidade construída a partir da base amostral composta de 87 participantes na qual foi realizada entrevista individual gravada. Atendidos todos os requisitos éticos e legais de pesquisa envolvendo seres humanos, segundo legislação brasileira. Aplicada Análise Fatorial e selecionados 11 fatores com 31 variáveis que contemplaram os determinantes do processo de envelhecimento ativo. Realizado reajustamento da análise fatorial,por questão de coerência conceptual, sendo selecionado oito fatores nomeados de acordo com o referencial teórico adotado que resultou em 25 variáveis que abordaram a participação em atividades e acesso aos serviços de saúde; à atividade física; à convivência, interação e avaliação do contato social; à escolaridade e renda; à saúde percebida e ao voluntariado. Utilizado como marcador para a atividade aeróbia o perfil da sobrecarga da atividade física semanal em consonância com diretrizes e recomendações de atividades aeróbias de intensidade moderada para as pessoas idosas. Identificado que 60,7% dos entrevistados realizam atividade física insuficiente. Os indicadores antropométricos utilizados evidenciaram índices de sobrepeso e de obesidade tanto entre os homens quanto entre as mulheres. Houve correlação do índice de massa corporal (IMC) com as medidas efetuadas segundo as faixas etárias. A análise inferencial possibilitou relacionar os determinantes do envelhecimento ativo, as medidas antropométricas e as variáveis sociodemográficas (escolaridade e idade), sendo obtidos os seguintes destaques: 1) à medida em que a idade aumenta, diminuem os níveis de prática da atividade física, dos contatos com as pessoas para conversar (das relações de convivência), dos trabalhos de voluntariado e das relações familiares e intergeracionais; 2) foi identificado um alinhamento conceptual dos diferentes determinantes concorrentes para um envelhecimento ativo à luz da prática da atividade física com a convivência e interação com os familiares e com auto-avaliação positiva da saúde percebida e atividade física; 3) quanto maior a idade menor os anos de escolaridade; 4) a diminuição da área transversa do braço e do IMC à medida que a idade aumenta, retratou diminuição da adiposidade corporal que está associada à perda da massa magra. A categorização do discurso dos 87 entrevistados permitiu captar a percepção do processo de envelhecimento por dois critérios antagônicos: preservação da autonomia e presença da deterioração. Foi caracterizado o sistema de crenças dos participantes com 1090 emissões de crenças. Houve tendência do sistema de crenças à centralidade com 638 (58,6%) crenças retratando concepções e situações difíceis de serem modificadas por processos educacionais. Os resultados obtidos diagnosticaram e reiteraram a tendência de incremento numérico de pessoas com 60 anos de idade ou mais na cidade brasileira de Juiz de Fora. Embora o estatuto do idoso esteja alicerçado em princípios do envelhecimento saudável e ativo ficou evidenciado a necessidade de estratégias para implementá-la com vistas a impactos sociais, econômicas e de saúde na perspectiva da prática de atividade física e da preservação da capacidade funcional. Constituem contribuição da presente investigação: 1) fundamentos teóricos e informação sobre juiz-foranos com 60 anos de idade ou mais segundo dimensões social, econômica, cultural e espiritual numa concepção ampliada de saúde; 2) abordagem do envelhecimento de forma processual e integrada, multidimensional e articulada com o ciclo da vida; 3) diagnóstico do grau de autonomia dos participantes permitindo subsidiar decisões para melhorar a capacidade funcional dos mesmos; 4) processo investigativo utilizando modelos teóricos que permitiram estabelecer um diagnóstico local e contextualizar o processo de envelhecimento para os participantes e 5) sobrecarga semanal de atividade física e os indicadores antropométricos dos participantes a ponto de subsidiar parâmetros de indicação terapêutica para manutenção da capacidade funcional.-------- ABSTRACT: The populational healthy aging holds part of the process of the human aging agenda, portraying a social concern with the repercussion in societary economies. The aging process when addressed out of the healthy aging paradigm socially disregard the human potential of the elderly, promoting segregation and motivating acts of prejudice and discrimination, in addition to the waste of experience, knowledge, culture and the participatory capacity of an older person in contributting to the society they are a part of. The Brazilian National Health Policy for the Elderly has its main focus in promoting the healthy aging, namely through the maintenance of the functional capacity by valuing the autonomy, physical independence and the mental integrity of the elderly person. The challenge of enabling the process of a successful and active aging lays in maximazing the capabilities, potencialities and personal, communitary and political resources. It infers additionaly a broad view of living, contextualized in the continuum of life, able to express concern with health and well-being, integrating the people in aging phase to the context of the life cycle. Hence, this research aimed to learn the determinants of active and successful aging in a population in aging process and relate them with the "practices/contents" and "representations/meanings" about aging, the physical activities and functional capacity. The investigation was structured in three studies: in the first it was developed and tested the instrument "Active Aging, Functional Capacity and Physical Activity" in the city of Lisboa, Portugal, and afterwards it was culturally and linguistically adapted from Portugal Portuguese to Brazilian Portuguese. The second study was an observational research with survey, descriptive and exploratory methods which aimed to learn the relations established between the successful aging, active aging, the physical activity and the functional capacity of a population in aging process; and the third comprised a qualitative study with the objective to collect the understanding and behavior of the interviewees based on the fact of either they saw themselves as elder or aged person or not. As theoretical framework were explored: active aging, successful aging, multidimensional concept of aging process (personal, familial, social, psycho-communicational, economic determinants), physical activity and functional capacity and explored based in demographic profile and in the European, American a Brazilian realities. Performed triangulation of methods and tecniques (recorded individual interviews, measurements and questionnaires). Participants were aged 60 or older included in two public services for the elderly population in the city of Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil and were excluded persons with dependency in both daily activities and instrumental daily activities and the persons with altered level of conciousness. Stratified ramdon sample of 326 participants in which were performed the measurements and typicality sample constructed from the sample basis of 87 participants whereupon the recorded individual interview was performed. Conforming to all the ethical and legal requirements of research with human beings according to the Brazilian legislation. Applied Factor Analysis and selected 11 factors and 31 variables that convey the determinants of the active aging process. Executed reajustment of factor analysis, for conceptual coherence, being selected eight factors named accordingly to the theoretical framework that resulted in 25 variables which approached the participation in activities and access to health care services; to physical activity; to coexistence, interaction and evaluation of social contact; to scholarity and income; to perceived health and volunteering. Used as marker to aerobic activity the profile of weekly physical activity overload in accordance with guidelines and reccomendations for moderate-intensity aerobic activities for older people. Identified that 60,7% of interviewees practice enough physical activity. Anthropometric markers evidence overweight and obesity levels both within men and women. There was correlation between body mass index (BMI) and measures carried out according to age ranges. The inferential analysis allowed relating the active aging determinants, the anthropometric measurements and sociodemographic variables (scholarity and age), obtaining the following highlights: 1) to the extent that age increases, lowers the levels of physical activity practice, of contact with people to talk to (social relationships), of volunteering work and familial and intergenerational relationships; 2) it was identified a conceptual alignment of diferent determinants concurrent to an active aging in light of the physical activity practice with the relationship and interaction of family and with positive self-assessment of perceived health and physical activity; 3) the older the person, lower are scholarity levels; 4) the decrease of the cross-sectional area of the arm and BMI as the age increases portrayed decreased adiposity of the body that is associated with loss of lean body mass. The categorization of the speech of 87 interviewees allowed to collect the understanding of the aging process by two opposite criteria: preservation of autonomy and existance of decline. It marked the belief system of participants with 1090 beliefs expressed. With tendency of the belief system to centrality with 638(58,6%) beliefs showing concepts and dificult situations to be changed through educational processes. The results diagnosed and reiterated the tendency of increase in the number of people aged 60 or older in the Brazilian city of Juiz de Fora. Although the elderly statute is built upon principles of healthy and active aging it was evident the need of strategies to implement it aiming at social, economic and health impacts in the perspective of physical education and preservation of the functional capacity. Constitute contributions of this study: 1) theoretical fundaments and data about Juiz de Fora citizens aged 60 or more according to social, economic, cultural and spiritual dimensions in a broad concept of health; 2) approach of aging in a procedural and integrative, multidimensional manner, articulated with the life cycle; 3) diagnosis of degree of autonomy of participants enabling decisions on how to improve their functional capacities; 4) investigative process using theoretical models which permit to stablish a local diagnosis and contextualize the aging process of participants and 5) weekly overload of physical activity and anthropometric indexes of participants as to subsidize parameters to therapeutic indication to the maintainence of functional capacity.