Identificação e análise de movimento humano com ultrassons

Faz-se nesta dissertação a análise do movimento humano utilizando sinais de ultrassons refletidos pelos diversos membros do corpo humano, designados por assinaturas de ultrassons. Estas assinaturas são confrontadas com os sinais gerados pelo contato dos membros inferiores do ser humano com o chão, recolhidos de forma passiva. O método seguido teve por base o estudo das assinaturas de Doppler e micro-Doppler. Estas assinaturas são obtidas através do processamento dos ecos de ultrassons recolhidos, com recurso à Short-Time Fourier Transform e apresentadas sobre a forma de espectrograma, onde se podem identificar os desvios de frequência causados pelo movimento das diferentes partes do corpo humano. É proposto um algoritmo inovador que, embora possua algumas limitações, é capaz de isolar e extrair de forma automática algumas das curvas e parâmetros característicos dos membros envolvidos no movimento humano. O algoritmo desenvolvido consegue analisar as assinaturas de micro-Doppler do movimento humano, estimando diversos parâmetros tais como o número de passadas realizadas, a cadência da passada, o comprimento da passada, a velocidade a que o ser humano se desloca e a distância percorrida. Por forma a desenvolver, no futuro, um classificador capaz de distinguir entre humanos e outros animais, são também recolhidas e analisadas assinaturas de ultrassons refletidas por dois animais quadrúpedes, um canino e um equídeo. São ainda estudadas as principais características que permitem classificar o tipo de animal que originou a assinatura de ultrassons. Com este estudo mostra-se ser possível a análise de movimento humano por ultrassons, havendo características nas assinaturas recolhidas que permitem a classificação do movimento como humano ou não humano. Do trabalho desenvolvido resultou ainda uma base de dados de assinaturas de ultrassons de humanos e animais que permitirá suportar trabalho de investigação e desenvolvimento futuro.

Capacidade cardiorrespiratória e distribuição de gordura corporal de mulheres com 50 anos ou mais

Verificar a relação entre capacidade cardiorrespiratória e gordura corporal em mulheres. Foram analisadas 229 mulheres com idade entre 50 e 84 anos. Foi realizada avaliação antropométrica e calculada a razão cintura/quadril, bem como o índice de conicidade. A capacidade cardiorrespiratória foi avaliada pelo teste de caminhada de seis minutos. Com o pedômetro foi possível avaliar: velocidade, comprimento da passada e total de passos. Os resultados foram distribuídos em quartil, e a comparação feita pela análise de variância com post-hoc. A relação entre teste de caminhada de seis minutos e a antropometria foi feita pela correlação de Pearson. Os resultados revelaram que mulheres com capacidade cardiorrespiratória no quartil4 apresentaram idade estatisticamente menor (p<0,05) que as do quartil1. As medidas antropométricas apresentaram valores menores (p<0,05), quando comparados os resultados dos quartis3 e 4 com os quartis1 e 2. Conclui-se que mulheres com maior tecido adiposo e acúmulo de gordura central apresentam menor capacidade cardiorrespiratória.

Efeitos fisiológicos e biomecânicos do treinamento complementar de corrida em piscina funda no desempenho de corredores de rendimento

Embora os benefícios fisiológicos da corrida sejam bastante documentados na literatura, a freqüência de lesões nos segmentos inferiores, devido ao uso excessivo, é bastante grande. A corrida em piscina funda é uma modalidade utilizada por corredores de elite para diminuir riscos de lesão por volume excessivo de treinamento. Não obstante, dados sobre as adaptações fisiológicas e biomecânicas, da corrida em piscina funda em corredores de rendimento são insuficientes. O objetivo geral deste estudo foi avaliar os efeitos da inclusão da corrida em piscina funda dentro do treinamento regular no desempenho de corredores de rendimento. Dezoito corredores foram divididos em grupo experimental 1 (GE1) e experimental 2 (GE2). O GE1 substituiu 30 por cento do volume de treinamento em terra pelo treinamento de corrida em piscina funda e o GE2 treinou apenas em terra. O período de treinamento foi de 8 semanas com 6 sessões semanais nas primeiras quatro semanas e 7 sessões semanais nas últimas quatro semanas No pré e pós-testes verificou-se o consumo máximo de oxigênio (VO2máx), limiar ventilatório (LV), volume expiratório máximo (VEmáx), economia de corrida (Eco), freqüência cardíaca máxima (FCmáx), freqüência de passada (FP), comprimento de passada (CP), comprimento de passada relativo (CPR), tempo de passada (TP), tempo de suporte (TS), tempo de vôo (TV), velocidade linear horizontal do quadril (VH). Foi usada a análise de covariância de dois caminhos (grupo x tempo) com medidas repetidas, e gênero sexual como covariante (p < 0,05). Após as 8 semanas de treinamento as determinantes fisiológicas do rendimento (VO2máx, Eco, LV’s) e a técnica de corrida durante os testes de 500m e Eco não foram diferentes tanto entre o pré-teste e pós-teste, quanto entre os tipos de treinamento. Além disso, não houve influência da variável independente tipo de treinamento sobre a variável independente tempo (pré/pós), ou seja, a modificação do treinamento (substituição de 30 por cento no volume de treinamento em terra) não foi suficiente para modificar o desempenho dos atletas. Deste modo, se conclui que a corrida em piscina funda pode servir como um efetivo complemento de treinamento em até 30 por cento no volume de treinamento em terra durante um período de até 8 semanas para atletas corredores de rendimento.

Corrective shoeing in horses: analysis of the adaptation period to the new condition imposed

O ferrageamento corretivo é um método comumente ma Dvideow. O nível de significância adotado foi de 5%. No utilizado para alterar o padrão do andamento dos animais, presente estudo, não houve diferença significativa entre os assim como na terapêutica de diversas afecções do siste-dias avaliados, a elevação em seis graus da pinça ou talões ma locomotor dos equinos. No entanto, não existem, até não gerou desconforto durante a passada, portanto, os ani o momento, estudos científicos que revelem o período de mais podem retornar às atividades regulares de exercício e adaptação do andamento dos animais a este tipo de in-treinamento imediatamente após o ferrageamento. tervenção.O objetivo deste estudo foi avaliar o período de adaptação à ferraduras com elevação em seis graus da pinça ou talões em equinos caminhando em esteira rolante. O período de adaptação à ferradura foi avaliado nos tempos 0, 48 e 96 horas após cada tipo de ferrageamento proposto. Os animais foram gravados caminhando em esteira rolante. O comprimento da passada e a análise qualitativa do andamento foram realizados com o auxílio do programa Dvideow. O nível de significância adotado foi de 5%. No presente estudo, não houve diferença significativa entre os dias avaliados, a elevação em seis graus da pinça ou talões não gerou desconforto durante a passada, portanto, os animais podem retornar às atividades regulares de exercício e treinamento imediatamente após o ferrageamento.

Capacidade cardiorrespiratória e distribuição de gordura corporal de mulheres com 50 anos ou mais

Verificar a relação entre capacidade cardiorrespiratória e gordura corporal em mulheres. Foram analisadas 229 mulheres com idade entre 50 e 84 anos. Foi realizada avaliação antropométrica e calculada a razão cintura/quadril, bem como o índice de conicidade. A capacidade cardiorrespiratória foi avaliada pelo teste de caminhada de seis minutos. Com o pedômetro foi possível avaliar: velocidade, comprimento da passada e total de passos. Os resultados foram distribuídos em quartil, e a comparação feita pela análise de variância com post-hoc. A relação entre teste de caminhada de seis minutos e a antropometria foi feita pela correlação de Pearson. Os resultados revelaram que mulheres com capacidade cardiorrespiratória no quartil4 apresentaram idade estatisticamente menor (p<0,05) que as do quartil1. As medidas antropométricas apresentaram valores menores (p<0,05), quando comparados os resultados dos quartis3 e 4 com os quartis1 e 2. Conclui-se que mulheres com maior tecido adiposo e acúmulo de gordura central apresentam menor capacidade cardiorrespiratória.

Efeitos da inclinação da esteira na marcha de indivíduos hemiparéticos crônicos

Objective: To examine the effects of treadmill inclinations on the walking of hemiparetic chronic subjects. Design: Observational descriptive study. Location: Laboratory of human movement analysis. Participants: Eighteen subjects, 10 men and 8 women were evaluated, with a mean age of 55.3 ± 9.3 years and the time since the injury of about 36 ± 22.8 months. Intervention: Not applicable. Main Outcome Measures: All subjects were evaluated for functional independence (Functional Independence Measure - FIM) and balance (Berg Balance Scale). Angular variations of the hips, knees and ankles in the sagittal plane were observed, as well as the speed of the movement (m/s), cadence (steps/min), stride length (m), cycle time (s), step time on the paretic leg and on the non-paretic leg (s), support phase time and balance phase time on the paretic leg (s) and the ratio of symmetry inter-limb as subjects walked on a treadmill at three conditions of inclination (0%, 5% and 10% ). Results: There were angular increases in the initial contact of the hip, knee and ankle, amplitude increase in the hip between 0% and 10% (37.83 ± 5.23 versus 41.12 ± 5.63, p < 0,001) and 5% and 10% (38.80 ± 5.96 versus 41.12 ± 5.63, p = 0,002), amplitude increases in the knee between 0% and 10% (47.51 ± 15.07 versus 50, 30 ± 12.82, p = 0,040), extension decreases in the hip, dorsiflexion increases in the balance phase and in the time of support phase from 0% to 5% (0.83 ± 0.21 versus 0.87 ± 0, 20, p = 0,011) and 0% and 10% (0.83 ± 0.21 versus 0.88 ± 0.23, p = 0,021). Conclusion: The treadmill inclination promoted angle changes as such as the increase of the angle of the hip, knee and ankle during the initial contact and the balance phase and the increase of the range of motion of the hip and knee; furthermore, it also promoted the increase of the support time of the paretic lower limb

Estudo comparativo da marcha de indivíduos hemiparéticos no solo e na esteira

The purpose of the study was to compare hemiparetic gait overground and on the treadmill. Seventeen chronic stroke patients were included in the study. They walked overground and on a treadmill level at the same speed. The Qualisys Medical AB motion analysis system was used to quantify the joint kinematic of the paretic lower limb and the spatio-temporal parameters on the two conditions: overground walking and treadmill walking on three samples of 5-minutes. During the first sample, the subjects walked on the treadmill with greater cadence, shorter stride length, shorter step time on the lower paretic limb, greater range of motion in the hip and knee, greater knee flexion at the initial contact, more extension of the knee and lower dorsiflexion of the ankle at the stance phase. It is important to emphasize that the maximal knee flexion and ankle dorsiflexion just occurred later on the treadmill. Comparisons between each walking sample on the treadmill hadn t revealed any changes on the gait parameters over time. Nonetheless, when analyzing the third walking sample on the treadmill and overground, some variables showed equivalence as such as the total range of motion of the hip, the knee angle at the initial contact and its maximal extension at the stance phase. In summary, walking on a treadmill, even thought having some influence on the familiarization process, haven t demonstrated a complete change in its characteristics of hemiparetic chronic patients

Efeitos do treino em esteira com suporte parcial de peso e do método de facilitação neuromuscular proprioceptiva na marcha hemiparética: estudo comparativo

Objective: To compare the effects of the treadmill training with partial body-weight support (TPBWS) and Proprioceptive Neuromuscular Facilitation (PNF) method on gait of subjects with chronic stroke. Design: Quasi-experimental study. Setting: Laboratorial research. Participants: Twenty-three subjects (13 men and 10 women), with a mean age of 56,7 ± 8,0 years and a mean time since the onset of the stroke of 27,7 ± 20,3 months, and able to walk with personal assistance or assistive devices. Interventions: Two experimental groups underwent gait training based on PNF method (PNF group, n=11) or using the TPBWS - Gait Trainer System 2, Biodex, USA (TPBWS group, n=12), for three weekly sessions, during four weeks. Measures: Evaluation of motor function - using the Stroke Rehabilitation Assessment of Movement (STREAM) and the motor subscale of the Functional Independence Measure (motor FIM) -, and kinematic gait analyze with the Qualisys System (Qualisys Medical AB, Gothenburg, Sweden) were carried out before and after the interventions. Results: Increases in the STREAM scores (F=49.189, P<0.001) and in motor FIM scores (F=7.093, P=0.016), as well as improvement in symmetry ratio (F=7.729, P=0.012) were observed for both groups. Speed, stride length and double-support time showed no change after training. Differences between groups were observed only for the maximum ankle dorsiflexion over the swing phase (F=6.046, P=0.024), which showed an increase for the PNF group. Other angular parameters remain unchanged. Conclusion: Improvement in motor function and in gait symmetry was observed for both groups, suggesting similarity of interventions. The cost-effectiveness of each treatment should be considered for your choice

Efeitos do treinamento de marcha sobre superfícies inclinadas em indivíduos com hemiparesia crônica: ensaio clínico controlado randomizado

Among the therapeutic approaches that can be used to achieve this goal is the gait training on sloping surfaces, but there are few scientific findings that elucidate the results of this practice. OBJECTIVE: To evaluate the effects of training on sloping surfaces on the gait of subjects with chronic hemiparesis. MATERIALS AND METHODS: A controlled, randomized, blinded clinical trial was conducted. Concluded the study twenty-four subjects with age between 40 and 70 years (54,91±9,3). Their neurological function, functional independence, motor function and balance assessed, besides the gait evaluation through kinemetry. The subjects were allocated into two groups: control group (CG) underwent gait training on treadmill with partial body weight support (PBWS) without inclination; and the experimental group (EG) submitted to gait training on treadmill with PBWS and inclination of 10%. Twelve training sessions were performed. The paired t Student test and Wilcoxon test were used in statistical analysis to compare findings before and after training for each group, and the t student test for independent samples and Mann-Whitney.test were used to compare the to groups. RESULTS: After training within-group changes were observed on balance recovery, motor function and functionality, in both experimental conditions. The EG showed changes after training on speed, stride length, step length of paretic and non-paretic side, paretic single support, double support time and non-paretic swing time. The CG the differences were detected on double support, paretic single support and hip range of movement. The EG showed better results when compared to CG on the variables: speed (p=0,034), non-paretic single support (p=0,02) and paretic swing time (p=0,02). CONCLUSION: gait training on sloping surfaces represents a promising strategy for gait training of subjects with chronic hemiparesis since it is can influence a greater number of gait variables, when compared with gait training on flat surface

Efeitos da adição de carga no treino de marcha na esteira em indivíduos com Doença de Parkinson: ensaio clínico controlado randomizado

Introduction: The intrinsic gait disorders in individuals with Parkinson's disease (PD) are one of the most disabling motor symptoms. Among the therapeutic approaches used in attempts to improve the motor function, especially the gait pattern of individuals, stands out the treadmill gait training associated with the addition of load. However, there are few findings that elucidate the benefits arising from such practice. Objective: To assess the effects of adding load on the treadmill gait training in individuals with PD. Material and Methods: A controlled, randomized and blinded clinical trial, was performed with a sample of 27 individuals (18 men and 9 women) with PD, randomly assigned to three experimental conditions, namely: treadmill gait training (n=9), treadmill gait training associated with addition of 5% load (n=9) and treadmill gait training associated with addition of 10% load (n=9). All volunteers were assessed, during phase on of Parkinson's medication, regarding to demographic, clinical and anthropometric (identification form) data, level of disability (Hoehn and Yahr Modified Scale), cognitive function (Mini Mental State Examination), clinical functional - in those areas activity of daily living and motor examination (Unified Parkinson's Disease Rating Scale - UPDRS) and gait cinematic analysis was performed through Qualisys Motion Capture System®. The intervention protocol consisted of gait training in a period of 4 consecutive weeks, with three weekly sessions, lasting 30 minutes each. The post-intervention assessment occurred the next day after the last training session, which was performed cinematic analysis of gait and the UPDRS. Data analysis was performed using the software Statistical Package for Social Sciences® (SPSS) 17.0. Results: The age of volunteers ranged from 41 to 75 years old (62,26 ± 9,07) and the time of clinical diagnosis of PD between 2 to 9 years (4,56 ± 2,42). There was a reduction regarding the score from motor exam domain (p=0,005), only when training with the addition of a 5% load. As for the space-time variables there was no significant difference between groups (p>0,120); however, the training with addition of 5% load presented the following changes: increase in stride length (p=0,028), in step length (p=0,006), in time balance of the most affected member (p=0,006) and reduction in support time of the referred member (p=0,007). Regarding angular variables significant differences between groups submitted to treadmill gait training without addition load and with 5% of load were observed in angle of the ankle at initial contact (p=0,019), in plantar flexion at toe-off (p=0,003) and in the maximum dorsiflexion in swing (p=0,005). While within groups, there was a reduction in amplitude of motion of the ankle (p=0,048), the only workout on the treadmill. Conclusion: The treadmill gait training with addition of 5% load proved to be a better experimental condition than the others because it provided greater gains in a number of variables (space-time and angular gait) and in the motion function, becoming a therapy capable of effectively improving the progress of individuals with PD

Efeitos do treino em esteira na marcha com dupla tarefa de indivíduos com doença de Parkinson: ensaio clínico controlado randomizado

Background: The gait automaticity loss difficults realization of concurrent activities - Dual Task (DT). In these situations, individuals with Parkinson`s disease (PD) show a significant reduction in gait velocity and stride length, as strides variability and asymmetry increased, factors predisposing to falls. However, recent studies have shown that training involving DT may cause subsequent improvements in gait variables with DT in individuals with PD. The treadmill use was adopted by this study, by promoting greater regularity in step and enhance training. Objective:To investigate immediate effects of gait training associated with cognitive tasks on gait in individuals with PD. Methods: Twenty-two volunteers were randomly divided into two groups: control group (n = 11), who performed gait training on a treadmill for 20 minutes, and the experimental group (n = 11), who performed treadmill gait training for 20 minutes associated with cognitive tasks of verbal fluency, memory, and spatial planning. Participants were evaluated in phase on of antiparkinsonian medication as the demographic, clinical and anthropometric (identification form), cognitive status (Montreal Cognitive Assessment - MoCA), executive function (Frontal Assessment Battery), level of physical disability (Hoehn and Yahr Modified), motor and functional status (Unified Rating Scale for Parkinson`s Disease - UPDRS), and kinematics (Qualisys Motion Capture System). Results: There were not differences between groups, but both showed improvement after the intervention. The control group had an increase in velocity (p = 0.008), stride length (p = 0.04), step length (p = 0.02) and decreased double support time(p = 0.03). The experimental group showed an increase in speed (p = 0.002), stride length (p = 0.008), step length (p = 0.02) and cadence (p = 0.01), as well as a decrease in the width stride (p = 0.001) and total support time (p = 0.02). As the angular variables, the experimental group had a significant increase in the initial contact angle of ankle (p = 0.01). Conclusion: The gait training combined with cognitive activities didn`t provide significant improvements in gait variables with DT, but this study was the first to demonstrate that gait training on treadmill as simple task minimized the negative interference of DT in PD

Efeitos da prática mental na marcha de indivíduos com doença de parkinson: ensaio clínico randomizado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Preditores espaço-temporais do andar para testes de capacidade funcional em pacientes com doença de Parkinson

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Parâmetros na marcha na paralisia supranuclear progressiva: um estudo de caso

INTRODUÇÃO: Comprometimentos na marcha de pacientes com paralisia supranuclear progressiva (PSP) podem aumentar o risco de quedas durante o andar, especialmente em ambientes complexos. OBJETIVO: Descrever o comportamento locomotor de uma paciente com PSP, nas condições de marcha livre e marcha adaptativa. MATERIAIS E MÉTODOS: Estudo de caso de uma paciente com PSP (71 anos). Para análise cinemática, nas condições de marcha livre, com obstáculo baixo e alto, uma câmera digital registrou uma passada completa da paciente. RESULTADOS: Com o aumento da complexidade do ambiente (marcha livre, obstáculo baixo e alto, respectivamente), foi observada diminuição do comprimento do passo (0,37 ± 0,07; 0,30 ± 0,07; 0,26 ± 0,06 m), do comprimento da passada (0,71 ± 0,11; 0,58 ± 0,15; 0,47 ± 0,07 m) e da velocidade da passada (0,55 ± 0,14; 0,43 ± 0,11; 0,36 ± 0,11 m/s). Aumento progressivo ocorreu na duração do duplo suporte da passada livre (29,47%) para a passada antes do obstáculo alto (41,11%). Observou-se, ainda, ligeira diminuição na distância vertical pé/obstáculo alto (membro/abordagem: 7,18 ± 1,88; e membro/suporte: 8,84 ± 2,57 cm) em relação ao obstáculo baixo (membro de abordagem: 8,86 ± 1,88; e membro de suporte: 11,67 ± 2,09 cm). CONCLUSÃO: A PSP afetou de forma evidente a marcha da paciente. Inflexibilidade para a adaptação da marcha às demandas do ambiente foi observada durante a aproximação e a transposição dos obstáculos, o que pode aumentar o risco de tropeços e quedas.

Efeitos de diferentes tipos de exercício nos parâmetros do andar de idosas

O tipo de exercício, a intensidade e a frequência são fatores importantes para produzir mudanças na velocidade de andar. O objetivo do estudo foi comparar os efeitos de diferentes tipos de exercício nos parâmetros cinemáticos do andar de idosas, considerando as características antropométricas, a capacidade funcional e o nível de atividade física. Participaram do estudo 56 idosas que foram agrupadas de acordo com o envolvimento, a mais de seis meses, na prática específica de uma atividade: dança (n = 10), musculação (n = 10), hidroginástica (n = 12) e caminhada (n = 11). Além disso, um grupo de idosas inativas (n = 13), sem envolvimento em atividade física regular por pelo menos dois meses, também participou do estudo. Foram mensurados o nível de atividade física (Questionário de Baecke), a capacidade funcional (Bateria da AAHPERD) e os parâmetros cinemáticos do andar (comprimento da passada e do passo, duração e velocidade da passada, cadência e duração das fases de suporte simples, balanço e duplo suporte). Os resultados revelaram que o nível de atividade física do grupo Controle foi diferente dos demais grupos que praticam atividades físicas. em relação à capacidade funcional, apenas o componente força apresentou diferenças entre os grupos, indicando que o grupo Controle difere do grupo musculação. Quanto às variáveis do andar, o grupo Controle foi estatisticamente diferente apenas do grupo dança, tanto no comprimento do passo como no comprimento da passada. Pode-se concluir que a capacidade funcional e os parâmetros do andar dos idosos ativos e sedentários apresentam poucas diferenças