An Analytic Simplification for the Reconstruction Problem of Electrical Impedance Tomography

This paper introduces a new reconstruction algorithm for electrical impedance tomography. The algorithm assumes that there are two separate regions of conductivity. These regions are represented as eccentric circles. This new algorithm then solves for the location of the eccentric circles. Due to the simple geometry of the forward problem, an analytic technique using conformal mapping and separation of variables has been employed. (C) 2002 John Wiley Sons, Inc.

The use of stochastic dynamic programming in optimal landscape reconstruction for metapopulations

A decision theory framework can be a powerful technique to derive optimal management decisions for endangered species. We built a spatially realistic stochastic metapopulation model for the Mount Lofty Ranges Southern Emu-wren (Stipiturus malachurus intermedius), a critically endangered Australian bird. Using diserete-time Markov,chains to describe the dynamics of a metapopulation and stochastic dynamic programming (SDP) to find optimal solutions, we evaluated the following different management decisions: enlarging existing patches, linking patches via corridors, and creating a new patch. This is the first application of SDP to optimal landscape reconstruction and one of the few times that landscape reconstruction dynamics have been integrated with population dynamics. SDP is a powerful tool that has advantages over standard Monte Carlo simulation methods because it can give the exact optimal strategy for every landscape configuration (combination of patch areas and presence of corridors) and pattern of metapopulation occupancy, as well as a trajectory of strategies. It is useful when a sequence of management actions can be performed over a given time horizon, as is the case for many endangered species recovery programs, where only fixed amounts of resources are available in each time step. However, it is generally limited by computational constraints to rather small networks of patches. The model shows that optimal metapopulation, management decisions depend greatly on the current state of the metapopulation,. and there is no strategy that is universally the best. The extinction probability over 30 yr for the optimal state-dependent management actions is 50-80% better than no management, whereas the best fixed state-independent sets of strategies are only 30% better than no management. This highlights the advantages of using a decision theory tool to investigate conservation strategies for metapopulations. It is clear from these results that the sequence of management actions is critical, and this can only be effectively derived from stochastic dynamic programming. The model illustrates the underlying difficulty in determining simple rules of thumb for the sequence of management actions for a metapopulation. This use of a decision theory framework extends the capacity of population viability analysis (PVA) to manage threatened species.

Changes in postural stability in women aged 20 to 80 years

Background. A study of postural stability was undertaken to identify the relationship between vision and support surface across age decades. Understanding when reliance on vision for postural stability emerges and the support conditions contributing to this instability may provide the evidence required to introduce falls-prevention strategies in younger age decades. Methods. We measured postural stability in 453 women aged 20 to 80 years using the Balance Master force-plate system while the women performed the modified Clinical Test for the Sensory Interaction and Balance (firm and foam surfaces, eyes open and closed) and the Single-Limb Stance Test (eyes open and closed). Results. Women in their 60s and 70s were more unstable than younger women in bilateral stance on a firm surface with the eyes closed. This instability was evident from the 50s when a foam surface was introduced and from the 40s when single-limb stance was tested with eyes closed. A further decline in stability was demonstrated for each subsequent decade when the eyes were closed in single-limb stance. Conclusions. Age, visual condition, and support surface were significant variables influencing postural stability in women. Reliance on vision for postural stability was evident for women from the 40s when single-limb stance was tested, from the 50s when bilateral stance on foam was tested, and from the 60s when a firm surface was used. The cause(s) of this decline in stability requires further investigation, and screening for postural instability between the ages of 40 and 60 is advocated.

Transposition of first digital pad for reconstruction of a palmar antebrachial soft tissue defect in a cat

An 8-year-old female neutered Siamese cat was presented with a recent history of incomplete excision of an apocrine gland adenocarcinoma from the palmar aspect of the right antebrachium, just proximal to the carpal joint. There was no evidence of metastasis. Wide surgical excision of the previous surgery site was performed resulting in a soft tissue defect. Partial reconstruction was achieved using digital pad transposition of the first digit (dewclaw), forming a local axial pattern flap that was transposed into the adjacent defect. The remaining defect was closed by primary apposition. The skin flap healed successfully. Some breakdown of the skin closed by primary apposition necessitated open wound management. The cosmetic and functional result of the first digital pad transposition was considered excellent, rendering it a useful means to reconstruct soft tissue defects in the carpal region.

Impaired postural compensation for respiration in people with recurrent low back pain

This study evaluated the degree to which the disturbance to posture from respiration is compensated for in healthy normals and whether this is different in people with recurrent low back pain (LBP), and to compare the changes when respiratory demand is increased. Angular displacement of the lumbar spine and hips, and motion of the centre of pressure (COP), were recorded with high resolution and respiratory phase was recorded from ribcage motion. With subjects standing in a relaxed posture, recordings were made during quiet breathing, while breathing with increased dead-space to induce hypercapnoea, and while subjects voluntarily increased their respiration to match ribcage expansion that was induced in the hypercapnoea condition. The relationship between respiration and the movement parameters was measured from the coherence between breathing and COP and angular motion at the frequency of respiration, and from averages triggered from the respiratory data. Small angular changes in the lumbopelvic and hip angles were evident at the frequency of respiration in both groups. However, in quiet standing, the LBP subjects had a greater displacement of their COP that was associated with respiration than the control subjects. The LBP group had a trend for less hip motion. There were no changes in the movement parameters when respiratory demand increased involuntarily via hypercapnoea, but when respiration increased voluntarily, the amplitude of motion and the displacement of the COP increased in both groups. The present data suggest that the postural compensation to respiration counteracts at least part of the disturbance to posture caused by respiration and that this compensation may be less effective in people with LBP.

Controle postural na síndrome de Pusher: influência dos canais semicirculares laterais

A síndrome de Pusher caracteriza-se por uma alteração do equilíbrio na qual pacientes com lesões encefálicas empurram-se em direção ao lado parético utilizando o membro não-afetado. O papel do sistema vestibular na alteração postural da síndrome de Pusher ainda não foi devidamente elucidado. OBJETIVO: Neste estudo objetivamos avaliar o papel dos canais semicirculares horizontais na expressão clínica da síndrome de Pusher, através da aplicação das provas calórica e rotatória. FORMA DE ESTUDO: Observacional, clínico e prospectivo. MATERIAL E MÉTODO: Avaliamos 9 pacientes com AVC e síndrome de Pusher internados na Enfermaria de Neurologia do HCFMRP-USP. Os pacientes foram submetidos à avaliação neurológica clínica e neuropsicológica, NIHSS, Scale for Contraversive Pushing - SCP, teste calórico e teste rotatório. RESULTADOS: Foram estudados 9 pacientes (5 homens) com idade média de 71,8 ± 5,9 anos e com NIHSS médio de 18.33. Três pacientes apresentaram preponderância direcional contralateral à lesão encefálica na prova calórica. Na prova rotatória, foram observados quatro pacientes com preponderância direcional na análise de velocidade da componente lenta. CONCLUSÃO: Os resultados do presente estudo indicam que a disfunção dos canais semicirculares não parece ser fundamental para a expressão da síndrome de Pusher.

Thoracic wall reconstruction using ultrasound images to model/bend the thoracic prosthesis for correction of pectus excavatum

Pectus excavatum is the most common congenital deformity of the anterior thoracic wall. The surgical correction of such deformity, using Nuss procedure, consists in the placement of a personalized convex prosthesis into sub-sternal position to correct the deformity. The aim of this work is the CT-scan substitution by ultrasound imaging for the pre-operative diagnosis and pre-modeling of the prosthesis, in order to avoid patient radiation exposure. To accomplish this, ultrasound images are acquired along an axial plane, followed by a rigid registration method to obtain the spatial transformation between subsequent images. These images are overlapped to reconstruct an axial plane equivalent to a CT-slice. A phantom was used to conduct preliminary experiments and the achieved results were compared with the corresponding CT-data, showing that the proposed methodology can be capable to create a valid approximation of the anterior thoracic wall, which can be used to model/bend the prosthesis

Validation of percutaneous puncture trajectory during renal access using 4D ultrasound reconstruction

Background: An accurate percutaneous puncture is essential for disintegration and removal of renal stones. Although this procedure has proven to be safe, some organs surrounding the renal target might be accidentally perforated. This work describes a new intraoperative framework where tracked surgical tools are superimposed within 4D ultrasound imaging for security assessment of the percutaneous puncture trajectory (PPT). Methods: A PPT is first generated from the skin puncture site towards an anatomical target, using the information retrieved by electromagnetic motion tracking sensors coupled to surgical tools. Then, 2D ultrasound images acquired with a tracked probe are used to reconstruct a 4D ultrasound around the PPT under GPU processing. Volume hole-filling was performed in different processing time intervals by a tri-linear interpolation method. At spaced time intervals, the volume of the anatomical structures was segmented to ascertain if any vital structure is in between PPT and might compromise the surgical success. To enhance the volume visualization of the reconstructed structures, different render transfer functions were used. Results: Real-time US volume reconstruction and rendering with more than 25 frames/s was only possible when rendering only three orthogonal slice views. When using the whole reconstructed volume one achieved 8-15 frames/s. 3 frames/s were reached when one introduce the segmentation and detection if some structure intersected the PPT. Conclusions: The proposed framework creates a virtual and intuitive platform that can be used to identify and validate a PPT to safely and accurately perform the puncture in percutaneous nephrolithotomy.

DESENVOLVIMENTO DE UM CLASSIFICADOR PARA ANÁLISE BIOMÉTRICA DE UM COLETE INSTRUMENTADO PARA REEDUCAÇÃO POSTURAL

Ao longo dos tempos tem existido um avanço, nas empresas, dirigido à preocupação com o bemestar dos trabalhadores, adotando por isso medidas preventivas. A formação especializada em Medicina do Trabalho é indispensável para o exercício de atividades de prevenção dos riscos profissionais e de promoção da saúde. A postura corporal pode ser definida como a posição e a orientação global do corpo e membros relativamente uns aos outros. Qualquer desvio na forma da coluna vertebral pode gerar solicitações funcionais prejudiciais que ocasionam um aumento de fadiga no trabalhador e leva ao longo do tempo a lesões graves. Cada vez mais surgem doenças profissionais provocadas pela adoção de más posturas, na realização de tarefas diárias dos trabalhadores. A boa postura corporal é uma tarefa específica que representa uma interação complexa entre a função biomecânica e neuromuscular. No presente plano de dissertação foram estudados diferentes classificadores tendo como objetivo classificar boas e más posturas corporais de trabalhadores em contexto de trabalho. Assim foram estudados diferentes classificadores de machine learnig, redes neuronais artificiais, support vector machine, árvores de decisão, análise discriminante, regressão logística, treebagger e naíve bayes. Para treino de classificadores foi realizada a aquisição tridimensional da postura da espinha a 100 pessoas, passando por uma parametrização e treino de diferentes classificadores para a determinação automática do tipo de postura corporal. O classificador que obteve melhor desempenho foi o Treebagger com uma classificação para True Positive de 93,3% e True Negative de 96,2%.

Caracterização da função vascular periférica pela resposta hemodinâmica da alteração postural passiva do membro inferior

O estudo da função vascular periférica tem beneficiado do desenvolvimento de diversas técnicas e metodologias de avaliação o as quais permitem caracterizar a função com um mínimo de invasibilidade. O estudo do significado de diversas variáveis transcutâneas tem ajudado a melhor compreender as complexas relações que regem a perfusão dos tecidos in vivo. No presente estudo procurámos avaliar o perfil de resposta de um grupo de indivíduos saudáveis jovens de ambos os sexos (n=23, 22,4 ± 2,2 anos), a uma manobra dinâmica (provocação) envolvendo a variação postural passiva do membro inferior (A: elevação da perna e B: decúbito dorsal) de modo a caracterizar a função vascular periférica por meio de variáveis transcutâneas (tc). A perfusão local medida por Fluxometria de Laser Doppler (LDF) , a Perda Trans-epidérmica de água (PTEA) as pressões parciais de oxigénio e dióxido de carbono transcutâneos e a oximetria de pulso foram escolhidas e, um intervalo de confiança de 95% adoptado. LDF, PTEA e tcpO 2 são, manifestamente, as variáveis que melhor permitem seguir o processo em cada fase experimental. Em A foram registadas, durante a provocação, diferenças significativas na perfusão sanguínea e na pressão transcutânea de oxigénio e PTEA, especialmente nas mulheres, enquanto que o perfil de resposta obtido em B foi idêntico em ambos os grupos e comparável B hiperémia reactiva. Qualquer dos protocolos permitiu evidenciar uma relação inversamente recíproca entre a PTEA e o LD. Os resultados obtidos confirmam a utilidade destas metodologias na avaliação da função vascular periférica, confirmando as relações entre PTEA e LDF as quais devem ser adequadamente aprofundadas.

Intervenção da fisioterapia nas alterações de controlo postural em indivíduos pós AVC

Em Portugal, as doenças cerebrovasculares estão entre as principais causas de morbilidade e invalidez. AVC - Alterações sensitivas, alterações perceptivas, alterações cognitivas, alterações de comunicação. Estudo realizado entre Setembro de 2008 e Dezembro de 2010. Objectivo - Investigar os efeitos de um programa de fortalecimento do membro inferior afectado no controlo postural e na funcionalidade de indivíduos que sofreram um AVC.

Reorganização do controlo postural em indivíduos com AVE. Intervenção em fisioterapia

Objectivos: Identificar as alterações no controlo postural do tronco e repercussões na independência funcional de indivíduos com acidente vascular encefálico (AVE), bem como averiguar se ocorreram mudanças a esse nível após a intervenção, baseada na abordagem segundo o Conceito de Bobath. Metodologia: Foram seleccionados para este estudo dois indivíduos com alterações no controlo postural, resultantes de um AVE, em fase aguda. A avaliação foi realizada em dois momentos (M0 e M1), antes e após quatro semanas da realização da intervenção através da análise do movimento, da aplicação da Escala de Avaliação Postural para Pacientes com Sequelas de AVE (PASS), da Escala de Equilíbrio de Berg (EEB), da Escala Modificada de Barthel (BEM), do Teste Timed Up & Go (TUG) e da Classificação Internacional de Funcionalidade, Incapacidade e Saúde (CIF). Resultados: Os scores obtidos em M1 nos vários instrumentos aplicados, bem como a análise de movimento traduzem a evolução favorável no controlo postural do tronco e na independência nas actividades da vida diária (AVD), observada em ambos os casos clínicos. Verificou-se uma evolução mais evidente na EMB e EEB onde o indivíduo A evoluiu na EMB de 51 em M0 para 94 pontos em M1e o indivíduo B de 51 para 89 pontos. Na EEB o indivíduo A progrediu de 22 para 41 pontos e o indivíduo B de 10 para 36 pontos. Conclusão: Os participantes em estudo evidenciaram modificações no controlo postural com repercussões positivas na independência funcional, após a intervenção com base numa abordagem segundo o conceito de Bobath.

Crescer com saúde. Perspectiva dos professores do 1.º ciclo acerca da postura dos alunos e análise postural de crianças com 6 a 7 anos inseridas na comunidade escolar

O presente estudo teve como objectivos conhecer a percepção dos professores do ensino básico acerca da postura corporal dos alunos na sala de aula e analisar a postura de alunos do 1º ano do ensino básico. Este estudo foi realizado numa escola do 1º Ciclo, com 6 professores voluntários e 40 alunos do 1º ano. Na I parte referente ao estudo qualitativo, realizou-se uma discussão por grupo focal, com um roteiro de perguntas que os professores foram discutindo livremente expondo as suas opiniões. Concluiu-se que há por parte dos professores noção de como é a postura corporal dos alunos na sala de aula, como essa postura corporal, pode influenciar de forma, positiva ou negativa o estado de saúde do aluno na sala de aula e comprometer a qualidade de vida dos alunos. Na II parte quantitativa os alunos foram avaliados através do registo fotográfico, num programa de avaliação postural, demonstrando os resultados que na amostra em estudo não foi encontrado desvio vertical significativo entre a cintura escapular e a cintura pélvica. No entanto, foi encontrado desvio horizontal significativo do alinhamento das omoplatas entre si e das espinhas ilíacas postero-superiores entre si, já indicando um início de desvio postural com carácter escoliótico. Conclui-se pois que os alunos avaliados apresentavam problemas posturais com necessidade de serem acompanhados por Fisioterapeutas.