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

Depleção do DNA mitocondrial (mtDNA) em leucócitos de doentes com doença Machado-Joseph : um estudo piloto

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, 5 de Outubro de 2015, Universidade dos Açores.

ECG denoising based on adaptive signal processing technique

An Electrocardiogram (ECG) monitoring system deals with several challenges related with noise sources. The main goal of this text was the study of Adaptive Signal Processing Algorithms for ECG noise reduction when applied to real signals. This document presents an adaptive ltering technique based on Least Mean Square (LMS) algorithm to remove the artefacts caused by electromyography (EMG) and power line noise into ECG signal. For this experiments it was used real noise signals, mainly to observe the di erence between real noise and simulated noise sources. It was obtained very good results due to the ability of noise removing that can be reached with this technique. A recolha de sinais electrocardiogr a cos (ECG) sofre de diversos problemas relacionados com ru dos. O objectivo deste trabalho foi o estudo de algoritmos adaptativos para processamento digital de sinal, para redu c~ao de ru do em sinais ECG reais. Este texto apresenta uma t ecnica de redu c~ao de ru do baseada no algoritmo Least Mean Square (LMS) para remo c~ao de ru dos causados quer pela actividade muscular (EMG) quer por ru dos causados pela rede de energia el ectrica. Para as experiencias foram utilizados ru dos reais, principalmente para aferir a diferen ca de performance do algoritmo entre os sinais reais e os simulados. Foram conseguidos bons resultados, essencialmente devido as excelentes caracter sticas que esta t ecnica tem para remover ru dos.

Sexualidade nos doentes com esclerose múltipla

A Esclerose Múltipla é a doença crónica neurodegenerativa que surge em indivíduos de ambos os sexos entre os 10 e os 60 anos. No entanto, a sua incidência é predominante em indivíduos do sexo feminino (relação de 3 mulheres para 2 homens), com idades compreendidas entre os 15 e os 40 anos. A Esclerose Múltipla caracteriza-se por ser uma doença do sistema nervoso central, no qual ocorre um processo inflamatório na mielina de alguns axónios, e que resulta na dificuldade ou interrupção da informação transmitida à fibra nervosa e, consequentemente, pode provocar grandes variações consoante a zona cerebral que é mais afectada pela desmielinização, no entanto alguns sintomas ocorrem mais frequentemente que outros. Os primeiros sintomas que surgem com maior frequência sâo: astenia, fadiga, inflamação do nervo óptico e a perda de força muscular, que pode ocorrer não só em surtos temporários, mas também nos surtos recorrentes ou num processo gradual e progressivo. Mais tarde, surgem sintomas como: indicies de fadiga mais acentuados, rigidez dos membros, espasticidade, distonia, acinesia, paroxística, tremor parkinsónico, dismetria, ataxia, desartria, bem como o aparecimento de dor, descontrolo dos músculos da bexiga e intestinos, disfunções sexuais, alterações de equilíbrio, alterações da coordenação. Tudo depende da zona cerebral afectada e da dimensão das placas de desmielinização. As disfunções sexuais são uma das alterações que poderão ocorrer nos indivíduos com Esclerose Múltipla.

Development of TNBS-induced colitis: animal model to test new pharmacological approaches

IBD is a gastro-intestinal disorder marked with chronic inflammation of intestinal epithelium, damaging mucosal tissue and manifests into several intestinal and extra-intestinal symptoms. Currently used medical therapy is able to induce and maintain the patient in remission, however no modifies or reverses the underlying pathogenic mechanism. The research of other medical approaches is crucial to the treatment of IBD and, for this, it´s important to use animal models to mimic the characteristics of disease in real life. The aim of the study is to develop an animal model of TNBS-induced colitis to test new pharmacological approaches. TNBS was instilled intracolonic single dose as described by Morris et al. It was administered 2,5% TNBS in 50% ethanol through a catheter carefully inserted into the colon. Mice were kept in a Tredelenburg position to avoid reflux. On day 4 and 7, the animals were sacrificed by cervical dislocation. The induction was confirmed based on clinical symptoms/signs, ALP determination and histopathological analysis. At day 4, TNBS group presented a decreased body weight and an alteration of intestinal motility characterized by diarrhea, severe edema of the anus and moderate morbidity, while in the two control groups weren’t identified any alteration on the clinical symptoms/signs with an increase of the body weight. TNBS group presented the highest concentrations of ALP comparing with control groups. The histopathology analysis revealed severe necrosis of the mucosa with widespread necrosis of the intestinal glands. Severe hemorrhagic and purulent exsudates were observed in the submucosa, muscular and serosa. TNBS group presented clinical symptoms/signs and histopathological features compatible with a correct induction of UC. The peak of manifestations became maximal at day 4 after induction. This study allows concluding that it’s possible to develop a TNBS induced colitis 4 days after instillation.

Avaliação da aptidão física funcional de idosos hipertensos da Cidade da Praia, Cabo Verde: estudo piloto

Introdução – A avaliação da aptidão física permite a identificação de níveis de incapacidade e risco de perda funcional, pelo que é extremamente útil na estruturação de programas de atividade física específicos, que constituem a primeira intervenção no que toca à intervenção não-farmacológica na Hipertensão Arterial Sistémica (HAS). Objetivo – Avaliar a aptidão física funcional e os níveis de atividade física de idosos hipertensos da Cidade da Praia – Cabo Verde. Metodologia – A flexibilidade, força e resistência muscular, resistência aeróbia e composição corporal foram avaliadas através da bateria de Fullerton e dinamometria isométrica manual. O nível de atividade física foi avaliado pelo questionário Seven Day Physical Activity Recall (7D-PAR). Resultados – Participaram 75 idosos, com idades compreendidas entre os 60 e os 99 anos, 68% dos quais eram mulheres, com índice de massa corporal (IMC) de 25,2±5,4, com diagnóstico clínico de HAS. O tempo despendido em atividades de intensidade moderada encontrava-se dentro dos valores recomendados, embora a atividade intensa se encontrasse muito abaixo do recomendado e não efetuassem qualquer exercício de força e flexibilidade. A resistência aeróbia expressa pelo Teste 6 Minutos de Marcha (T6MM) apresentou valores médios baixos (293,5±112,2m), bem como a flexibilidade e a força de preensão. Esta associação é um indicador de baixa capacidade funcional. Conclusão – Os baixos níveis de aptidão física apresentados, associados a baixos níveis de atividade física indiciam baixa capacidade funcional e justificam a necessidade urgente da inserção de programas de atividade física nesta população.

Estudo comparativo entre criança com e sem joelhos valgos praticantes de hóquei em patins utilizando diferentes sistemas de análise

O presente estudo tem como objetivo comparar experimentalmente duas crianças praticantes de Hóquei em Patins, uma normal e uma com a patologia dos joelhos valgos, avaliando qualitativamente as diferenças posturais, estáticas e dinâmicas, decorrentes da utilização dos patins específicos desta modalidade, através do sistema de análise da Força de Reação do Solo (FRS), de Eletromiografia (EMG), de captura de movimento, e de modelação e simulação. Para atingir o objetivo definiu-se um protocolo de ensaios com as seguintes tarefas: repouso com e sem patins, marcha, corrida, deslizar com os dois pés apoiados e deslizar com o pé esquerdo levantado. No repouso avaliou-se a variação do ponto de aplicação da FRS da criança normal e patológica, com e sem patins. Ainda na tarefa de repouso avaliou-se também as componentes médio-lateral, antero-posterior individualmente e a componente vertical da FRS, juntamente com a atividade muscular dos músculos Gastrocnémio Medial (GM), Recto Femoral (RF), Vasto Medial (VM), Vasto Lateral (VL), Bicípete Femoral (BF), Semitendinoso (ST), Tensor da Fascia Lata (TFL), Gastrocnémio Lateral (GL), de forma a comparar os valores de intensidade de FRS e da atividade muscular dos diferentes instantes de tempo desta tarefa. Para as restantes tarefas apenas se avaliou individualmente as componentes médio-lateral e antero-posterior da FRS e a componente vertical da FRS juntamente com a atividade muscular dos referidos músculos, salientando as diferenças evidentes entre as curvas da criança normal e as curvas da criança patológica durante os diferentes instantes do movimento. Todas as tarefas referidas, exceto a tarefa de repouso com patins, foram ainda simuladas recorrendo a modelos músculo-esqueléticos. A partir destas simulações do movimento obtiveram-se os ângulos articulares e efetuou-se a respetiva análise. No final dos resultados obtidos apresentou-se uma tabela de resumo com o cálculo dos coeficientes de variação de cada grandeza, exceto nos gráficos da posição no espaço da FRS, onde se constatou que existe uma grande variabilidade inter-individuo em cada tarefa. A análise dos resultados de cada tarefa permite concluir que a utilização de patins pode trazer uma maior ativação muscular para a criança patológica, embora se verifique instabilidade articular. Apesar dessa instabilidade pode-se inferir que, uma maior ativação muscular decorrente da utilização de patins, tal como acontece na prática do hóquei em patins, pode trazer uma melhoria, a longo prazo, na estabilidade da articulação do joelho e na sustentação corporal, proporcionada pelo fortalecimento muscular.

Three-dimensional modeling of tongue during speech using MRI data

The tongue is the most important and dynamic articulator for speech formation, because of its anatomic aspects (particularly, the large volume of this muscular organ comparatively to the surrounding organs of the vocal tract) and also due to the wide range of movements and flexibility that are involved. In speech communication research, a variety of techniques have been used for measuring the three-dimensional vocal tract shapes. More recently, magnetic resonance imaging (MRI) becomes common; mainly, because this technique allows the collection of a set of static and dynamic images that can represent the entire vocal tract along any orientation. Over the years, different anatomical organs of the vocal tract have been modelled; namely, 2D and 3D tongue models, using parametric or statistical modelling procedures. Our aims are to present and describe some 3D reconstructed models from MRI data, for one subject uttering sustained articulations of some typical Portuguese sounds. Thus, we present a 3D database of the tongue obtained by stack combinations with the subject articulating Portuguese vowels. This 3D knowledge of the speech organs could be very important; especially, for clinical purposes (for example, for the assessment of articulatory impairments followed by tongue surgery in speech rehabilitation), and also for a better understanding of acoustic theory in speech formation.

Ventilação não invasiva durante o exercício em pacientes com DPOC: revisão sistemática com meta-análise

A DPOC é uma das principais causas mundiais de morbilidade e mortalidade, representando um problema de saúde pública devido ao elevado consumo de recursos sanitários e económicos associados. A reabilitação pulmonar é uma recomendação standard nos cuidados a estes pacientes, de forma a controlar os sintomas da doença e optimizar a capacidade funcional destes indivíduos, reduzindo assim os custos de saúde associados às exacerbações e limitação da actividade e participação. Contudo, em pacientes com DPOC severa o exercício físico pode ser de difícil desempenho devido a dispneia extrema, diminuição da força muscular e fadiga, ou inclusive hipoxemia e dispneia durante pequenos esforços e actividades diárias, limitando a sua qualidade de vida. Assim, a VNI tem sido usada em combinação com o exercício, de forma a melhorar a capacidade de exercício nestes doentes, ainda que sem consenso para a sua recomendação. Assim, tivemos como objectivo verificar se a utilização de VNI durante o exercício é mais eficaz que exercício sem VNI, na dispneia, distância percorrida, gasimetria e estado de saúde, em pacientes com DPOC, através de revisão sistemática e meta-análise.

Ventilação não invasiva durante o exercício em pacientes com DPOC: revisão sistemática com meta-análise

Mestrado em Fisioterapia

Clay body wrap with microcurrent: effects in central adiposity

Introduction Increased fat mass is becoming more prevalent in women and its accumulation in the abdominal region can lead to numerous health risks such as diabetes mellitus. The clay body wrap using compounds such as green clay, green tea and magnesium sulfate, in addition to microcurrent, may reduce abdominal fat mass and minimize or prevent numerous health problems. Objective This study aims at measuring the influence of the clay body wrap with microcurrent and aerobic exercise on abdominal fat. Methods Nineteen female patients, randomized into intervention (n = 10) and control (n = 9) groups, were evaluated using ultrasound for visceral and subcutaneous abdominal fat, calipers and abdominal region perimeter for subcutaneous fat and bioimpedance for weight, fat mass percentage and muscular mass. During 10 sessions (5 weeks, twice a week) both groups performed aerobic exercise in a cycloergometer and a clay body wrap with microcurrent was applied to the intervention group. Results When comparing both groups after 5 weeks of protocol, there was a significant decrease in the subcutaneous fat around left anterior superior iliac spine in the intervention group (ρ = 0.026 for a confidence interval 95%). When comparing initial and final abdominal fat in the intervention group, measured by ultrasound (subcutaneous and visceral fat) and by skinfold (subcutaneous fat), we detected a significant abdominal fat reduction. Conclusion This study demonstrated that the clay body wrap used with microcurrent and aerobic exercise can have a positive effect on central fat reduction.

The influence of pauses on the fatigue of upper limb muscles during the task of ironing

The aim of this study was to analyze the influence of position and pauses on muscle activity and fatigue during the task of ironing. Ten female participants performed the task of ironing in two different positions (standing and sitting) for 10 min each with a 1-min pause at the end of each task. Muscle activity and fatigue from the upper trapezium, anterior deltoid, and pectoralis major were analyzed using surface electromyography. The results showed that the positions had no significant influence on muscle activity; nevertheless, they had significant influence on muscular fatigue. In addition, the pauses were possibly beneficial in decreasing the muscle fatigue, but the results were not conclusive.

Principais dificuldades que os alunos de viola de arco apresentam quando ingressam no ensino superior português: relatório de estágio

A maioria dos instrumentistas de cordas friccionadas apresentam problemas ou dificuldades ao longo de toda a sua aprendizagem musical. Como professora e violetista, realizei este relatório de estágio com o intuito de pesquisar onde se focam a maioria desses problemas. Este relatório de estágio está dividido em duas diferentes secções, a primeira apresenta todo o trabalho pedagógico efectuado com três diferentes alunos, de diferentes níveis ao longo do ano lectivo de 2012/13 na Fundação Musical dos Amigos das Crianças (FMAC), e a segunda apresenta toda a investigação que realizei para concluir quais as principais dificuldades que os alunos de viola de arco apresentam quando ingressam no Ensino Superior. A investigação apresenta uma vasta pesquisa literária e o testemunho dos professores de várias instituições, como a Universidade do Minho, Escola Superior de Música e Artes de Espectáculo, Universidade de Aveiro, Escola Superior das Artes Aplicadas de Castelo Branco e Escola Superior de Música de Lisboa que ajudaram à profunda análise deste tema. Os resultados revelaram que os principais problemas apresentados nos estudantes de viola de arco são de origem técnica, ou seja, postura (posição do corpo, distribuição do peso correcto pelas pernas e escolha adequada do instrumento de acordo com a fisionomia do aluno); mão direita (pega correcta dos dedos no arco, distribuição de arco e contracção muscular); mão esquerda (posição do polegar, ombro e braço que afectam a afinação, flexibilidade, mudanças de posição e vibrato); influência da escolha do repertório por parte de um professor e autonomia do aluno.

A ingerência do conhecimento explícito no conhecimento tácito: a técnica Alexander e a prática e ensino da flauta

Doutoramento em Música

Validação do método de deteção de eritropoietina recombinante humana em urina humana por focalização isoelétrica

A eritropoietina (EPO) é uma substância que estimula a produção de eritrócitos, aumentando a oxigenação muscular, sendo segregada de forma natural pelo organismo e excretada na urina em baixas concentrações. Devido às suas propriedades e características, a EPO foi rapidamente introduzida no mundo do desporto, como substância ilícita, proporcionando vantagens no rendimento desportivo. No início de 2000 foi desenvolvido um método de deteção direta de EPO Recombinante (rHuEPO) em urina humana por Lasne, baseado na focalização isoelétrica (IEF) em gel de poliacrilamida, seguido de duplo blote, tendo este sido publicado e validado. Em 2002, a Agência Mundial Antidopagem (AMA) implementou este mesmo método, sendo atualmente um dos métodos oficiais utilizado pelos laboratórios acreditados pela AMA. Desta forma, o ponto de partida para a realização deste trabalho consistiu na necessidade de implementar e validar o método de referência de IEF para a deteção de rHuEPO em urina humana. O trabalho foi realizado no Laboratório de Análises e Dopagem (LAD) do Instituto do Desporto de Portugal (IDP), atual Instituto Português do Desporto e Juventude (IPDJ). O principal objetivo deste trabalho consistiu no estudo/investigação de diferentes parâmetros de validação (especificidade/seletividade; capacidade de identificação; limite de deteção; exatidão e repetibilidade), de acordo com o protocolado no Procedimento Geral interno do Laboratório de Análises de Dopagem de Lisboa (LAD). O referido método de triagem e confirmação revelou possuir características de desempenho conformes com os requisitos aplicáveis, pelo que é considerado validado e apto.