Controle de um sistema de eletroestimulação funcional.

Esta Dissertação irá apresentar a utilização de técnicas de controle nãolinear, tais como o controle adaptativo e robusto, de modo a controlar um sistema de Eletroestimulação Funcional desenvolvido pelo laboratório de Engenharia Biomédica da COPPE/UFRJ. Basicamente um Eletroestimulador Funcional (Functional Electrical Stimulation FES) se baseia na estimulação dos nervos motores via eletrodos cutâneos de modo a movimentar (contrair ou distender) os músculos, visando o fortalecimento muscular, a ativação de vias nervosas (reinervação), manutenção da amplitude de movimento, controle de espasticidade muscular, retardo de atrofias e manutenção de tonicidade muscular. O sistema utilizado tem por objetivo movimentar os membros superiores através do estímulo elétrico de modo a atingir ângulos-alvo pré-determinados para a articulação do cotovelo. Devido ao fato de não termos conhecimento pleno do funcionamento neuro-motor humano e do mesmo ser variante no tempo, não-linear, com parâmetros incertos, sujeito a perturbações e completamente diferente para cada indivíduo, se faz necessário o uso de técnicas de controle avançadas na tentativa de se estabilizar e controlar esse tipo de sistema. O objetivo principal é verificar experimentalmente a eficácia dessas técnicas de controle não-linear e adaptativo em comparação às técnicas clássicas, de modo a alcançar um controle mais rápido, robusto e que tenha um desempenho satisfatório. Em face disso, espera-se ampliar o campo de utilização de técnicas de controle adaptativo e robusto, além de outras técnicas de sistemas inteligentes, tais como os algoritmos genéticos, provando que sua aplicação pode ser efetiva no campo de sistemas biológicos e biomédicos, auxiliando assim na melhoria do tratamento de pacientes envolvidos nas pesquisas desenvolvidas no Laboratório de Engenharia Biomédica da COPPE/UFRJ.

Estudo da vascularização dos nervos periféricos e da sua influência na regeneração nervosa : estudo experimental e no cadáver humano

RESUMO: Na clínica, a recuperação funcional que se segue a uma lesão nervosa raramente é atingida na sua totalidade. A reinervação, quer motora, quer sensitiva, ocorre geralmente com maior ou menor deficit. Interessa, então, identificar os factores que podem interferir na regeneração nervosa. O neurónio é a unidade anatómica fundamental do sistema nervoso periférico e é muito vulnerável à isquemia pela grande distância que existe entre o corpo neuronal e a extensão do axónio, que pode ser de apenas alguns milímetros ou até atingir um metro. É, por isso, fundamental o estudo da vascularização do nervo periférico e da sua influência na regeneração nervosa. O resultado deste estudo pode levar ao desenvolvimento de técnicas cirúrgicas que criem as condições que garantam, por sua vez, a revascularização precoce do nervo periférico em caso de lesão, ou mesmo em caso de doenças, nas quais a vascularização do nervo está alterada como, por exemplo, na neuropatia diabética. O estudo da vascularização do nervo periférico realizou-se através da investigação da vascularização do nervo mediano do cadáver humano, pela investigação da vascularização do nervo isquiático do rato Wistar e do Plexo Braquial (PB) do mesmo. A vascularização do PB do rato não é muito diferente daquela que é reportada na espécie humana, existindo uma homologia entre o rato e o Homem no que diz respeito à morfologia e à vascularização do PB. Através da comparação angiomorfológica entre o nervo isquiático do rato e o nervo mediano humano, concluíu-se que a microvascularização do nervo isquiático do rato e do mediano humano são muito semelhantes, o que suporta a utilização do rato como modelo experimental de lesões do nervo mediano humano. Para a avaliação da influência da vascularização na regeneração nervosa foi feita a análise da eficácia de enxerto de tubo de membrana amniótica humana imunologicamente inerte, de enxerto de veia jugular externa autóloga e de auto-enxerto de nervo, na reparação de um defeito de 10 milímetros no nervo isquiático do rato, na presença de um fornecimento vascular axial, comparando-se com os mesmos procedimentos em estudos realizados anteriormente, sem suprimento vascular. Os ratos foram avaliados funcionalmente através do estudo das pegadas, da electroneurografia e da força de flexão ao nível do tornozelo, e estruturalmente, através das avaliações histológicas e morfométricas, da taxa de recuperação do peso dos músculos gastrocnémio e solhear e da marcação axonal retrógrada com True Blue às 4, 8 e 12 semanas. Os nervos reconstruídos apresentaram uma arquitectura normal, incluindo a arquitectura vascular. A membrana amniótica foi bem tolerada, persistindo imunologicamente em torno do nervo até à 12.ª semana. Concluiu-se também que, na presença de um suprimento vascular axial local, a membrana amniótica humana e as veias autólogas são, pelo menos, tão eficazes como os auto-enxertos nervosos na reconstrução de defeitos nervosos de 10 milímetros.--------------------------------------ABSTRACT: At the clinic, the functional recovery that follows a nerve lesion is rarely achieved in full. The neuron is very vulnerable to ischemia that’s why it is essential to study the vascularization of the peripheral nerve and its influence on the nerve’s regeneration. The outcome of this study may lead to the development of surgical techniques that create the conditions which are necessary to ensure an early revascularization in case of a peripheral nerve injury. This study investigated the vascularization of the median nerve of the human cadaver and the vascularization of the sciatic nerve of the Wistar rat and his Brachial Plexus (BP) through animal experimentation. The mouse's BP vascularization is not so different from the one that is reported in the human species. An angiomorphological comparison between the mouse sciatic nerve and the human median nerve concluded that the microvascularizations are very similar, which supports the use of the mouse as an experimental model for the study of median nerve’s lesions. To evaluate the influence of vascularization in the nerve’s regeneration, it was made an assessment of the effectiveness of the human amniotic immuno-inert membrane grafts, of the autologous external jugular vein grafts and of the nerve auto-graft in the repair of a defect of 10 mm on the sciatic nerve of the rat, in the presence of an axial vascular supply, comparing these with the same procedures that were adopted in the previous studies, without vascular supply. The rats were functionally assessed and structurally evaluated (through histological and morphometric evaluations) at the 4.th, 8.th and 12.th weeks. The nerves reconstructed presented a normal architecture, including vascular architecture. The amniotic membrane was well-tolerated immunologically, persisting around the nerve until the 12.th week. As a result, it was also concluded that in the presence of a local axial vascular supply, the human amniotic membrane and the autologous veins are, at least, as effective as the nerve auto-grafts in the reconstruction of the nerve’s defects of 10 mm.

Neurectomia digital em eqüinos: comparação das técnicas guilhotina e stripping

Compararam-se as dificuldades transcirúrgicas e as complicações pós-operatórias das técnicas guilhotina (TG) e stripping (TS) para a neurectomia digital em eqüinos. Sob anestesia com halotano, quatro éguas tiveram os nervos digitais de um dos membros torácicos e um dos pélvicos submetidos à TG, enquanto os nervos digitais dos membros colaterais foram submetidos à TS. Os tempos cirúrgicos médios de TG e TS foram semelhantes. O comprimento médio do fragmento do nervo removido foi três vezes maior em TS (P<0,001). Independente da técnica utilizada, houve perda total da sensibilidade nos talões de todos os membros dentro dos quatro primeiros meses da cirurgia. Após 14 meses, houve retorno da sensibilidade em 37% dos membros em TG e 18,8% em TS (P=0,06). Ao exame de palpação para identificação de neuromas dolorosos, houve episódios de sensibilidade discreta em um maior número de cotos nervosos proximais operados com TS, 53,6% contra 6,4% dos operados com TG (P=0,003). Ambas as técnicas foram satisfatórias por não apresentarem maiores complicações durante ou após a cirurgia. Considerou-se que TG apresentou menor potencial para produzir reinervação e neuromas dolorosos.

Avaliação macroscópica, microscópica e histomorfométrica do tecido cicatricial pós-cirúrgico de eqüinos submetidos a duas técnicas de neurectomia digital

Avaliou-se macro e microscopicamente o tecido cicatricial pós-operatório de eqüinos submetidos a duas técnicas de neurectomia digital: guilhotina (TG) e stripping (TS). Decorridos 14 meses das cirurgias, foram colhidas 32 amostras de tecido cicatricial em quatro éguas, que tiveram os membros submetidos a ambas as técnicas. À macroscopia, verificaram-se as dimensões da cicatriz do coto proximal e a distância entre os cotos proximal e distal. À microscopia, foi quantificada a proporção de tecido nervoso regenerado por meio de histomorfometria. Não houve diferença nas dimensões do tecido cicatricial, contudo a distância entre cotos foi 5,6 vezes maior na TS (P<0,001). Histologicamente, observou-se a presença de tecido conjuntivo frouxo e denso, macrófagos e fibras nervosas delgadas em ambas as técnicas cirúrgicas. Estruturas nodulares, compostas por fascículos nervosos, foram visualizadas em 56,2% (9/16) das amostras colhidas em nervos submetidos à TS. As porcentagens médias de tecido nervoso no tecido cicatricial foram de 0,31% na TG e 2,6% na TS (P<0,001). Concluiu-se que o retorno à sensibilidade nervosa deve demorar mais a ocorrer após a TS, devido à maior distância entre cotos. A maior proporção de tecido nervoso sugere que essa técnica favorece a regeneração nervosa.

Tratamento médico e fonoaudiológico da disfonia espasmódica: uma revisão bibliográfica

A disfonia espasmódica (DE) é um distúrbio vocal caracterizado por voz tensa-estrangulada, com quebras de sonoridade e que compromete a comunicação do indivíduo. O objetivo deste estudo é apresentar uma revisão bibliográfica dos tratamentos médico e fonoaudiológico proposto para a DE no período entre 2006 e 2010. Os tratamentos descritos foram: injeção de toxina botulínica (TB), miectomia, neurectomia, denervação e reinervação laríngea seletiva adutora, tireoplastia, miotermia tiroaritenóidea com radiofrequência, injeção de lidocaína, homeopatia e tratamento fonoaudiológico (fonoterapia). O uso de injeção de TB mostrou resultados que indicaram a satisfação dos pacientes tratados, embora alguns dos artigos apontassem a necessidade de reaplicação da toxina frequentemente, como desvantagem. Os procedimentos cirúrgicos foram considerados duradouros e indicados para os pacientes que não quiseram se submeter às aplicações de TB. Tais estudos, no entanto, apresentaram contingência de pacientes restrita e os resultados foram baseados, na maioria das investigações, no julgamento dos próprios pacientes sobre a sua qualidade vocal. Os tratamentos, com uso de lidocaína e homeopatia, mostraram resultados positivos em relação à qualidade vocal dos pacientes e foram sugeridos como uma opção, também, para aqueles que não gostariam de ser submetidos ao tratamento cirúrgico ou à aplicação de TB. Os poucos estudos que reportam fonoterapia assinalaram bons resultados quando a mesma foi associada à injeção de TB, mostrando a escassez de informações nesta área. Futuras pesquisas envolvendo a fonoterapia no tratamento da DE são necessárias.

Double muscle innervation using end-to-side neurorrhaphy in rats

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

Muscle reinnervation in one or two stages?: experimental study in rats with end-to-side nerve graft

OBJETIVO: Comparar a reinervação muscular com enxerto de nervo em um e dois tempos operatórios, utilizando a neurorrafia término-lateral (NTL) sem lesão do nervo doador. MÉTODOS: Vinte ratos foram distribuídos em quatro grupos. O grupo 1 (G1), um estágio, recebeu o enxerto que foi suturado ao nervo tibial (NT), por meio de NTL, e seu coto livre foi suturado por NTL ao coto distal do nervo peroneal (NP), seccionado a um centímetro do NT, na mesma cirurgia. O grupo 2 (G2), dois estágios, recebeu o enxerto de nervo na primeira cirurgia, como já descrito. Dois meses depois, na segunda cirurgia, o NP foi seccionado e seu coto distal ligado ao coto distal do enxerto como em G1. O grupo controle de normalidade (Gn) recebeu o enxerto da mesma forma, apenas. E o grupo controle de denervação (Gd), além de receber o enxerto, teve o NP seccionado e seus cotos sepultados na musculatura adjacente, com a finalidade de denervar o músculo tibial cranial (MTC), alvo deste estudo. Os parâmetros utilizados para avaliar a reinervação do MTC foram massa muscular, diâmetro mínimo da fibra muscular e área. RESULTADOS: O grupo G2 apresentou superioridade (p<0,0001) em relação ao G1 na massa do MTC, no diâmetro mínimo e na área das fibras musculares. Na comparação entre os quatro grupos, estes mesmos parâmetros tiveram sua expressão máxima em Gn e mínima em Gd, como era esperado. CONCLUSÃO: A reinervação muscular em dois estágios apresenta melhor resultado quando comparada à técnica em um tempo.

Estudo comparativo com diferentes números de pontes na neurorrafia término-lateral em ratos

Pós-graduação em Bases Gerais da Cirurgia - FMB

Neurorrafia término-lateral com neurotização muscular direta associada à neurorrafia término-terminal, visando à recuperação funcional do músculo alvo: estudo em ratos

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

Metabolismo glicídico em ratos submetidos à imobilização por desnervação do músculo esquelético

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise do exercício físico e eletroestimulção do músculo tibial cranial após neurorrafia término-lateral do nervo fibular em ratos

Pós-graduação em Bases Gerais da Cirurgia - FMB

Células-tronco na neurorrafia látero-terminal: estudo experimental em ratos

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

Resultado da neurotização do nervo ulnar para o músculo bíceps braquial na lesão do plexo braquial

OBJETIVO: Avaliar de forma crítica os fatores que influenciam os resultados da neurotização do nervo ulnar no ramo motor do músculo bíceps braquial, visando a restauração da flexão do cotovelo em pacientes com lesão do plexo braquial. MÉTODOS: 19 pacientes, 18 homens e uma mulher, com idade média de 28,7 anos foram avaliados entre fevereiro de 2003 e maio de 2007. Oito pacientes apresentavam lesão das raízes C5-C6 e 11, das raízes C5-C6-C7. O intervalo de tempo médio entre a injúria e o tratamento cirúrgico foi 7,5 meses. Quatro pacientes apresentavam fraturas cervicais associadas à lesão do plexo braquial. O seguimento pós-operatório foi de 15,7 meses. RESULTADO: Oito pacientes recuperaram força de flexão do cotovelo MRC grau 4; dois, MRC grau 3 e nove, MRC < 3. Não houve prejuízo da função prévia do nervo ulnar. CONCLUSÃO: Os resultados da cirurgia de neurotização do nervo ulnar no ramo motor no músculo bíceps braquial são dependentes: do intervalo decorrido entre a lesão do plexo e o tratamento cirúrgico, da presença de fraturas associadas da coluna cervical e côndilo occipital, da função residual das raízes de C8-T1 após o trauma e do acometimento da raiz de C7. Sinais de reinervação manifestados até 3 meses no pós cirúrgico mostram melhores resultados ao longo prazo. Nível de Evidência: IV, Série de Casos.