Anatomía funcional del cuerpo estriado y la corteza cerebral : Su relación con el movimiento

El objetivo de la siguiente ponencia es revalorizar y reconocer aquellos aspectos anatómicos y funcionales de algunos elementos del sistema nervioso imprescindibles para el correcto funcionamiento del cuerpo humano, tanto en los movimientos deportivos, como en la variedad infinita de los actos motores resumidos en las contracciones musculares. Ante los diferentes rangos articulares posibles y las determinadas acciones musculares específicas, la corteza cerebral y el cuerpo estriado participan activamente en la ejecución de cada movimiento, ya que ambos permiten que ese gesto se produzca de una forma determinada, ya sea sumamente preciso o totalmente ineficaz y descoordinado, pero ambos se activan de distinta forma y en momentos diferentes, posibilitando acciones musculares diferentes. Es importante entender cómo participan la corteza motora y los ganglios basales en el inicio del movimiento, en relación a la posición del tronco y el raquis, y al accionar de las extremidades. La armonía del funcionamiento del sistema nervioso central, tanto en sus funciones específicas como en las funciones de sus tractos nerviosos ascendentes y descendentes, permiten corroborar, por un lado, una estrecha relación entre el movimiento, la locomoción y los gestos técnicos deportivos, y por otro, la importancia de las fases estáticas y estabilizaciones constantes del cuerpo humano, destacando el papel que desarrollan los músculos de sostén tanto en las estructuras articulares de la columna vertebral, como también en la elaboración de patrones de movimientos donde participan las extremidades

Fundamentos teóricos sobre las actividades físicas acuáticas y la salud y diseño de un programa de corrección postural de espalda en agua.

En este trabajo se tratan: los fundamentos teóricos sobre la actividad física acuática para la salud, así como los diferentes métodos para potenciar o trabajar cualidades físicas como pueden ser: la fuerza, resistencia o flexibilidad. El apartado que se desarrolla en más profundidad es el de la columna vertebral y el medio acuático. Para ello, se ha elaborado un programa semestral de reeducación postural en el agua, para cada una de las tres principales patologías del raquis: escoliosis, hiperlordosis e hipercifosis.

Procesado de imágenes médicas en MATLAB

La relación entre la ingeniería y la medicina cada vez se está haciendo más estrecha, y debido a esto se ha creado una nueva disciplina, la bioingeniería, ámbito en el que se centra el proyecto. Este ámbito cobra gran interés debido al rápido desarrollo de nuevas tecnologías que en particular permiten, facilitan y mejoran la obtención de diagnósticos médicos respecto de los métodos tradicionales. Dentro de la bioingeniería, el campo que está teniendo mayor desarrollo es el de la imagen médica, gracias al cual se pueden obtener imágenes del interior del cuerpo humano con métodos no invasivos y sin necesidad de recurrir a la cirugía. Mediante métodos como la resonancia magnética, rayos X, medicina nuclear o ultrasonidos, se pueden obtener imágenes del cuerpo humano para realizar diagnósticos. Para que esas imágenes puedan ser utilizadas con ese fin hay que realizar un correcto tratamiento de éstas mediante técnicas de procesado digital. En ése ámbito del procesado digital de las imágenes médicas es en el que se ha realizado este proyecto. Gracias al desarrollo del tratamiento digital de imágenes con métodos de extracción de información, mejora de la visualización o resaltado de rasgos de interés de las imágenes, se puede facilitar y mejorar el diagnóstico de los especialistas. Por todo esto en una época en la que se quieren automatizar todos los procesos para mejorar la eficacia del trabajo realizado, el automatizar el procesado de las imágenes para extraer información con mayor facilidad, es muy útil. Actualmente una de las herramientas más potentes en el tratamiento de imágenes médicas es Matlab, gracias a su toolbox de procesado de imágenes. Por ello se eligió este software para el desarrollo de la parte práctica de este proyecto, su potencia y versatilidad simplifican la implementación de algoritmos. Este proyecto se estructura en dos partes. En la primera se realiza una descripción general de las diferentes modalidades de obtención de imágenes médicas y se explican los diferentes usos de cada método, dependiendo del campo de aplicación. Posteriormente se hace una descripción de las técnicas más importantes de procesado de imagen digital que han sido utilizadas en el proyecto. En la segunda parte se desarrollan cuatro aplicaciones en Matlab para ejemplificar el desarrollo de algoritmos de procesado de imágenes médicas. Dichas implementaciones demuestran la aplicación y utilidad de los conceptos explicados anteriormente en la parte teórica, como la segmentación y operaciones de filtrado espacial de la imagen, así como otros conceptos específicos. Las aplicaciones ejemplo desarrolladas han sido: obtención del porcentaje de metástasis de un tejido, diagnóstico de las deformidades de la columna vertebral, obtención de la MTF de una cámara de rayos gamma y medida del área de un fibroadenoma de una ecografía de mama. Por último, para cada una de las aplicaciones se detallará su utilidad en el campo de la imagen médica, los resultados obtenidos y su implementación en una interfaz gráfica para facilitar su uso. ABSTRACT. The relationship between medicine and engineering is becoming closer than ever giving birth to a recently appeared science field: bioengineering. This project is focused on this subject. This recent field is becoming more and more important due to the fast development of new technologies that provide tools to improve disease diagnosis, with regard to traditional procedures. In bioengineering the fastest growing field is medical imaging, in which we can obtain images of the inside of the human body without need of surgery. Nowadays by means of the medical modalities of magnetic resonance, X ray, nuclear medicine or ultrasound, we can obtain images to make a more accurate diagnosis. For those images to be useful within the medical field, they should be processed properly with some digital image processing techniques. It is in this field of digital medical image processing where this project is developed. Thanks to the development of digital image processing providing methods for data collection, improved visualization or data highlighting, diagnosis can be eased and facilitated. In an age where automation of processes is much sought, automated digital image processing to ease data collection is extremely useful. One of the most powerful image processing tools is Matlab, together with its image processing toolbox. That is the reason why that software was chosen to develop the practical algorithms in this project. This final project is divided into two main parts. Firstly, the different modalities for obtaining medical images will be described. The different usages of each method according to the application will also be specified. Afterwards we will give a brief description of the most important image processing tools that have been used in the project. Secondly, four algorithms in Matlab are implemented, to provide practical examples of medical image processing algorithms. This implementation shows the usefulness of the concepts previously explained in the first part, such as: segmentation or spatial filtering. The particular applications examples that have been developed are: calculation of the metastasis percentage of a tissue, diagnosis of spinal deformity, approximation to the MTF of a gamma camera, and measurement of the area of a fibroadenoma in an ultrasound image. Finally, for each of the applications developed, we will detail its usefulness within the medical field, the results obtained, and its implementation in a graphical user interface to ensure ease of use.

BR3: a biologically inspired fish-like robot actuated by SMA-based artificial muscles

Los peces son animales, donde en la mayoría de los casos, son considerados como nadadores muy eficientes y con una alta capacidad de maniobra. En general los peces se caracterizan por su capacidad de maniobra, locomoción silencioso, giros y partidas rápidas y viajes de larga distancia. Los estudios han identificado varios tipos de locomoción que los peces usan para generar maniobras y natación constante. A bajas velocidades la mayoría de los peces utilizan sus aletas pares y / o impares para su locomoción, que ofrecen una mayor maniobrabilidad y mejor eficiencia de propulsión. A altas velocidades la locomoción implica el cuerpo y / o aleta caudal porque esto puede lograr un mayor empuje y aceleración. Estas características pueden inspirar el diseo y fabricación de una piel muy flexible, una aleta caudal mórfica y una espina dorsal no articulada con una gran capacidad de maniobra. Esta tesis presenta el desarrollo de un novedoso pez robot bio-inspirado y biomimético llamado BR3, inspirado en la capacidad de maniobra y nado constante de los peces vertebrados. Inspirado por la morfología de los peces Micropterus salmoides o también conocido como lubina negra, el robot BR3 utiliza su fundamento biológico para desarrollar modelos y métodos matemáticos precisos que permiten imitar la locomoción de los peces reales. Los peces Largemouth Bass pueden lograr un nivel increíble de maniobrabilidad y eficacia de la propulsión mediante la combinación de los movimientos ondulatorios y aletas morficas. Para imitar la locomoción de los peces reales en una contraparte artificial se necesita del análisis de tecnologías de actuación alternativos, como arreglos de fibras musculares en lugar de servo actuadores o motores DC estándar, así como un material flexible que proporciona una estructura continua sin juntas. Las aleaciones con memoria de forma (SMAs) proveen la posibilidad de construir robots livianos, que no emiten ruido, sin motores, sin juntas y sin engranajes. Asi es como un pez robot submarino se ha desarrollado y cuyos movimientos son generados mediante SMAs. Estos actuadores son los adecuados para doblar la espina dorsal continua del pez robot, que a su vez provoca un cambio en la curvatura del cuerpo. Este tipo de arreglo estructural está inspirado en los músculos rojos del pescado, que son usados principalmente durante la natación constante para la flexión de una estructura flexible pero casi incompresible como lo es la espina dorsal de pescado. Del mismo modo la aleta caudal se basa en SMAs y se modifica para llevar a cabo el trabajo necesario. La estructura flexible proporciona empuje y permite que el BR3 nade. Por otro lado la aleta caudal mórfica proporciona movimientos de balanceo y guiada. Motivado por la versatilidad del BR3 para imitar todos los modos de natación (anguilliforme, carangiforme, subcarangiforme y tunniforme) se propone un controlador de doblado y velocidad. La ley de control de doblado y velocidad incorpora la información del ángulo de curvatura y de la frecuencia para producir el modo de natación deseado y a su vez controlar la velocidad de natación. Así mismo de acuerdo con el hecho biológico de la influencia de la forma de la aleta caudal en la maniobrabilidad durante la natación constante se propone un control de actitud. Esta novedoso robot pescado es el primero de su tipo en incorporar sólo SMAs para doblar una estructura flexible continua y sin juntas y engranajes para producir empuje e imitar todos los modos de natación, así como la aleta caudal que es capaz de cambiar su forma. Este novedoso diseo mecatrónico presenta un futuro muy prometedor para el diseo de vehículos submarinos capaces de modificar su forma y nadar mas eficientemente. La nueva metodología de control propuesto en esta tesis proporcionan una forma totalmente nueva de control de robots basados en SMAs, haciéndolos energéticamente más eficientes y la incorporación de una aleta caudal mórfica permite realizar maniobras más eficientemente. En su conjunto, el proyecto BR3 consta de cinco grandes etapas de desarrollo: • Estudio y análisis biológico del nado de los peces con el propósito de definir criterios de diseño y control. • Formulación de modelos matemáticos que describan la: i) cinemática del cuerpo, ii) dinámica, iii) hidrodinámica iv) análisis de los modos de vibración y v) actuación usando SMA. Estos modelos permiten estimar la influencia de modular la aleta caudal y el doblado del cuerpo en la producción de fuerzas de empuje y fuerzas de rotación necesarias en las maniobras y optimización del consumo de energía. • Diseño y fabricación de BR3: i) estructura esquelética de la columna vertebral y el cuerpo, ii) mecanismo de actuación basado en SMAs para el cuerpo y la aleta caudal, iii) piel artificial, iv) electrónica embebida y v) fusión sensorial. Está dirigido a desarrollar la plataforma de pez robot BR3 que permite probar los métodos propuestos. • Controlador de nado: compuesto por: i) control de las SMA (modulación de la forma de la aleta caudal y regulación de la actitud) y ii) control de nado continuo (modulación de la velocidad y doblado). Está dirigido a la formulación de los métodos de control adecuados que permiten la modulación adecuada de la aleta caudal y el cuerpo del BR3. • Experimentos: está dirigido a la cuantificación de los efectos de: i) la correcta modulación de la aleta caudal en la producción de rotación y su efecto hidrodinámico durante la maniobra, ii) doblado del cuerpo para la producción de empuje y iii) efecto de la flexibilidad de la piel en la habilidad para doblarse del BR3. También tiene como objetivo demostrar y validar la hipótesis de mejora en la eficiencia de la natación y las maniobras gracias a los nuevos métodos de control presentados en esta tesis. A lo largo del desarrollo de cada una de las cinco etapas, se irán presentando los retos, problemáticas y soluciones a abordar. Los experimentos en canales de agua estarán orientados a discutir y demostrar cómo la aleta caudal y el cuerpo pueden afectar considerablemente la dinámica / hidrodinámica de natación / maniobras y cómo tomar ventaja de la modulación de curvatura que la aleta caudal mórfica y el cuerpo permiten para cambiar correctamente la geometría de la aleta caudal y del cuerpo durante la natación constante y maniobras. ABSTRACT Fishes are animals where in most cases are considered as highly manoeuvrable and effortless swimmers. In general fishes are characterized for his manoeuvring skills, noiseless locomotion, rapid turning, fast starting and long distance cruising. Studies have identified several types of locomotion that fish use to generate maneuvering and steady swimming. At low speeds most fishes uses median and/or paired fins for its locomotion, offering greater maneuverability and better propulsive efficiency At high speeds the locomotion involves the body and/or caudal fin because this can achieve greater thrust and accelerations. This can inspire the design and fabrication of a highly deformable soft artificial skins, morphing caudal fins and non articulated backbone with a significant maneuverability capacity. This thesis presents the development of a novel bio-inspired and biomimetic fishlike robot (BR3) inspired by the maneuverability and steady swimming ability of ray-finned fishes (Actinopterygii, bony fishes). Inspired by the morphology of the Largemouth Bass fish, the BR3 uses its biological foundation to develop accurate mathematical models and methods allowing to mimic fish locomotion. The Largemouth Bass fishes can achieve an amazing level of maneuverability and propulsive efficiency by combining undulatory movements and morphing fins. To mimic the locomotion of the real fishes on an artificial counterpart needs the analysis of alternative actuation technologies more likely muscle fiber arrays instead of standard servomotor actuators as well as a bendable material that provides a continuous structure without joins. The Shape Memory Alloys (SMAs) provide the possibility of building lightweight, joint-less, noise-less, motor-less and gear-less robots. Thus a swimming underwater fish-like robot has been developed whose movements are generated using SMAs. These actuators are suitable for bending the continuous backbone of the fish, which in turn causes a change in the curvature of the body. This type of structural arrangement is inspired by fish red muscles, which are mainly recruited during steady swimming for the bending of a flexible but nearly incompressible structure such as the fishbone. Likewise the caudal fin is based on SMAs and is customized to provide the necessary work out. The bendable structure provides thrust and allows the BR3 to swim. On the other hand the morphing caudal fin provides roll and yaw movements. Motivated by the versatility of the BR3 to mimic all the swimming modes (anguilliform, caranguiform, subcaranguiform and thunniform) a bending-speed controller is proposed. The bending-speed control law incorporates bend angle and frequency information to produce desired swimming mode and swimming speed. Likewise according to the biological fact about the influence of caudal fin shape in the maneuverability during steady swimming an attitude control is proposed. This novel fish robot is the first of its kind to incorporate only SMAs to bend a flexible continuous structure without joints and gears to produce thrust and mimic all the swimming modes as well as the caudal fin to be morphing. This novel mechatronic design is a promising way to design more efficient swimming/morphing underwater vehicles. The novel control methodology proposed in this thesis provide a totally new way of controlling robots based on SMAs, making them more energy efficient and the incorporation of a morphing caudal fin allows to perform more efficient maneuvers. As a whole, the BR3 project consists of five major stages of development: • Study and analysis of biological fish swimming data reported in specialized literature aimed at defining design and control criteria. • Formulation of mathematical models for: i) body kinematics, ii) dynamics, iii) hydrodynamics, iv) free vibration analysis and v) SMA muscle-like actuation. It is aimed at modelling the e ects of modulating caudal fin and body bend into the production of thrust forces for swimming, rotational forces for maneuvering and energy consumption optimisation. • Bio-inspired design and fabrication of: i) skeletal structure of backbone and body, ii) SMA muscle-like mechanisms for the body and caudal fin, iii) the artificial skin, iv) electronics onboard and v) sensor fusion. It is aimed at developing the fish-like platform (BR3) that allows for testing the methods proposed. • The swimming controller: i) control of SMA-muscles (morphing-caudal fin modulation and attitude regulation) and ii) steady swimming control (bend modulation and speed modulation). It is aimed at formulating the proper control methods that allow for the proper modulation of BR3’s caudal fin and body. • Experiments: it is aimed at quantifying the effects of: i) properly caudal fin modulation into hydrodynamics and rotation production for maneuvering, ii) body bending into thrust generation and iii) skin flexibility into BR3 bending ability. It is also aimed at demonstrating and validating the hypothesis of improving swimming and maneuvering efficiency thanks to the novel control methods presented in this thesis. This thesis introduces the challenges and methods to address these stages. Waterchannel experiments will be oriented to discuss and demonstrate how the caudal fin and body can considerably affect the dynamics/hydrodynamics of swimming/maneuvering and how to take advantage of bend modulation that the morphing-caudal fin and body enable to properly change caudal fin and body’ geometry during steady swimming and maneuvering.

Visibilidad de la cadena de frío vacunal en España

La implementación de la cadena de frío vacunal en España ha pasado por distintas etapas durante los últimos cincuenta años. Los textos en que aparece citada desde las primeras campañas de vacunación contra la poliomielitis hasta mediados de los años ochenta muestran una organización rudimentaria, voluntarista y con pocos recursos. En 1990 se inicia una etapa de sensibilización por parte de las autoridades sanitarias centrales y autonómicas que comienzan a prestar mayor atención hacia los recursos materiales precisos. Finalmente, un tercer periodo que abarca los últimos veinte años supone la modernización de los recursos, la adopción de protocolos, la formación de los sanitarios implicados en el programa de inmunización, la aplicación de la logística y la difusión del conocimiento. Se ha efectuado una revisión de los diferentes estudios y publicaciones que han contribuido a dar una aceptable visibilidad a la cadena de frío, columna vertebral de los programas vacunales, relegada a menudo al campo de los técnicos y precisada de una continua puesta al día de los sanitarios que administran las vacunas.

Du mal vertébral ou de l'impotence des extrémités inférieures, que reconnoît pour cause un vice de la colonne épinière, avec la moyen pour la guérir /

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Remarques sur cette espèce de paralysie des extremités inférieures que l'on trouve souvent accompagnée de la courbure de l'épine du dos, qui est supposée en être la causé; avec la méthode de la guérir, suivi de plusieurs observations sur la nécessité et les avantages de l'amputation dans certaines circonstances /

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Précis physiologique sur les courbures de la colonne vertébrale, ou Exposé des moyens de prévenir et de corriger les difformités de la taille, particulièrement chez les jeunes filles ... /

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Méthode nouvelle pour le traitement des déviations de la colonne vertébrale : précédée d'un examen critique des divers moyens employés par les orthopédistes modernes /

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Observations sur la nature et sur le traitement du rachitisme ou des courbures de la colonne vertébrale et de celles des extrémités supérieures et inférieures /

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Le traitement de la coxalgie /

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Premier mémoire sur le traitement des déviations de l'épine par la section des muscles du dos; lu a l'Académie des sciences ... /

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Mémoire sur l'extension sigmoïde et la flexion dans le traitement des déviations latérales de l'épine : lu a l'Académie Royale de Médecine, le 15 novembre 1835 /

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Modelo basado en ITIL para la Gestión de los Servicios de TI en la Cooperativa de Caficultores de Manizales

Esta tesis comprende el diseño de un modelo para la Gestión de los servicios de TI acorde con las necesidades del área de tecnología de información de la Cooperativa de Caficultores de Manizales. El modelo se fundamenta en ITIL por ser el más completo de los referentes de ITSM actualmente, el cual pretende la medición y la mejora continua de la calidad de los servicios ofrecidos por el Área de TI, tanto desde la perspectiva del cliente como de la organización. El modelo fue desarrollado según la metodología mencionada, soportada en el Ciclo Deming, enfocado a la mejora continua de procesos y columna vertebral del ciclo de vida del servicio propuesto por ITIL. Inicialmente se realizó el diagnóstico de los procesos y la Gestión de Servicios de TI desarrollados por el área. En segundo lugar, se determinaron los elementos relevantes de ITIL aplicables al área de TI, evaluando el nivel de madurez actual y deseada de los procesos, apoyado en el modelo CMMI. En tercer lugar, fue elaborada la mejora de la adaptación de los procesos seleccionados fundamentados en ITIL, estructurándose procesos, roles, funciones y métricas. Finalmente, la propuesta se valida mediante la aplicación en el Servicio de Soporte a usuarios, derivándose los procesos ITIL de Gestión de Incidentes y Gestión de Peticiones. Dado que ITIL es un marco de trabajo que permite ser implementado de acuerdo con los requerimientos de la organización, la aplicación de este modelo puede ser realizado en otro tipo de organizaciones, adicionalmente que agrega valor a través de las áreas de TI.

Adoecimento osteomuscular de trabalhadores portuários avulsos e o processamento do raciocínio clínico da enfermagem

Introdução: O trabalho portuário é composto por condicionantes socioambientais necessários à manutenção das funções operativas, mas que influenciam na produção de doenças osteomusculares. O conhecimento desses condicionantes instrumentaliza o raciocínio clínico da Enfermagem para o planejamento de ações em saúde. Desta forma, defende-se a tese de que “O conhecimento dos condicionantes socioambientais e pessoais do adoecimento osteomuscular do trabalhador portuário avulso fornece elementos ao processamento do raciocínio clínico da Enfermagem, para assistência em saúde do trabalhador”. Objetivos: identificar evidências científicas de adoecimento ocupacional do trabalhador portuário publicadas na literatura cientifica; caracterizar o tipo, a localização e a intensidade de sintomas osteomusculares relacionados com os condicionantes socioambientais do trabalho portuário; Relacionar as doenças osteomusculares autorreferidas por trabalhadores portuários e os condicionantes socioambientais deste trabalho. Percurso Metodológico: o estudo apresentou revisão sistemática, fundamentada no método Cochrane; e estudos descritivos e exploratórios de abordagem quantitativa, realizado por meio de entrevista semi-estruturada com 232 trabalhadores portuários avulsos. Os dados foram analisados no software Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) 21.0, por frequência simples, proporções e testes inferenciais não-paramétricos. A tese integra o macro projeto de pesquisa “Saúde do Trabalhador, Riscos, Acidentes e Doenças Relacionadas ao Trabalho: Estudo com Trabalhadores em um Porto no Extremo Sul do Brasil”, aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande (CEPAS-FURG) sob parecer número 118/2013. Resultados: Na revisão sistemática, selecionaram-se 16 publicações; todas as publicações pertenceram ao nível de evidência quatro, destacando o câncer pulmonar, doenças osteomusculares e isquêmicas, com nexo causal em riscos químicos oriundos da exaustão veicular e das cargas transportadas. Nos estudos descritivos, os sintomas prevalentes foram a dor leve em membros superiores (51,7%) e intensa a insuportável na coluna vertebral (19%). Os dois adoecimentos mais autorreferidos foram lombocitalgia (36,8%; n=50 – em terra e 28,1%; n=27 – a bordo) e tendinite (27,9% - em terra e 31,3% - a bordo). Discussão: O câncer pulmonar ocupacional foi causado por componentes químicos da exaustão veicular e do amianto transportado nas operações portuárias. Com relação à saúde muscular, a idade, o tempo e a jornada de trabalho mostraram-se condicionantes importantes na identificação de sintomas e adoecimentos, e o quanto estes fatores interveem na percepção da intensidade, contribuindo no autocuidado para prevenção e tratamento. Conclusão: O conhecimento dos condicionantes socioambientais relacionados ao trabalhador e caracterizados nos ambientes de trabalho deve ser atual e pregresso, o que somado à apreensão dos sintomas e adoecimentos autorreferidos pelos trabalhadores instrumentalizou o RC, identificando uma atuação profissional em longo prazo para dirimir os adoecimentos identificados. As características clínicas obtidas, em conjunto com a literatura, conduziram ao processamento do RC da enfermagem nesta realidade, sendo a informação em saúde um ponto chave para a promoção da saúde muscular dos trabalhadores.