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Um braço robótico é um dispositivo cujas funções e comportamentos reproduzem movimentos de um braço humano. O equipamento pode ser utilizado em várias aplicações, como linhas de produção, complexos logísticos e no âmbito educacional. Na medicina, a ferramenta auxilia os médicos em cirurgias ao executar operações com precisão. Nesse trabalho, foi desenvolvido um modelo didático de braço robótico, capaz de simular parte do funcionamento de robôs cirúrgicos. O braço robótico possui quatro graus de liberdade, em que o movimento de pinça foi executado essencialmente por um sensor de força resistivo ou por sinais eletromiográficos.

Neste artigo é apresentado uma comparação entre três softwares 3D de peças com esboço único, sendo um resultado parcial de um próximo projeto de modelagem de peças 3D que atendem a as especificidades da elaboração de um Phantom Virtual e um futuro Phantom físico para um melhor aproveitamento de recursos. As análises foram feitas com critérios estabelecidos pelos autores. Entre os softwares comparados, o SolidWorks apresentou um melhor desempenho de produtividade.

FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais O câncer de mama tornou-se o mais incidente no mundo em 2020, sendo o Brasil o país da América do Sul com maior número de casos de câncer de mama entre as mulheres. A radioterapia é uma forma de tratamento para este tipo de câncer e pode ser aplicada antes e após a mastectomia e a reconstrução da mama, em que é implantada a prótese de silicone substituindo o tecido mamário retirado. A ferramenta de simulação Monte Carlo (MCNP 6.2), utilizada juntamente com um objeto simulador antropomórfico feminino (FASH3), foi empregada para quantificar as doses absorvidas em órgãos e tecidos da paciente. O levantamento das doses absorvidas foi feito para avaliar o efeito do implante de silicone mamário na distribuição de dose, quando submetidos a um tratamento radioterápico com feixe de 6 MV e aplicando-se uma dose de 50,4 Gy. A validação do feixe foi feita comparando-se dados experimentais e os simulados computacionalmente por meio dos parâmetros porcentagem de dose profunda e perfis de dose off-axis. Os resultados mostraram uma boa correlação entre os valores experimentais e simulados, com diferenças percentuais de 5% para as curvas de porcentagem de dose profunda e 3% para a região central (-5 a 5 cm) das curvas de perfis de dose off-axis, mostrando que a ferramenta MCNP 6.2 é apta e eficaz para o cálculo da dose absorvida dos órgãos e tecidos do objeto simulador FASH3. A vesícula biliar e a superfície óssea foram os órgãos que mais sofreram com a contribuição da radiação espalhada pela prótese de silicone, aumentando os valores de doses absorvidas em 1,36% e 1,29%, respectivamente, quando comparados com o tecido mamário normal. A razão para os maiores valores de dose nestes órgãos, deve-se ao fato que eles estão posicionados próximos ao alvo das incidências dos feixes durante o tratamento. Os resultados dos valores de doses absorvidas obtidos mostraram que a distribuição de dose não sofreu uma alteração significativa na presença do implante de silicone, somente pequenos aumentos na dose absorvida em órgãos próximos à área de irradiação da mama foram observados para a configuração estudada neste trabalho. Breast cancer became the most incident in the world in 2020, with Brazil being the South American country with the highest number of breast cancer cases among women. Radiotherapy is a form of treatment for this type of cancer and may be applied before and after mastectomy and breast reconstruction, in which a silicone prothesis is implanted to replace the removed breast tissue. The Monte Carlo simulation tool (MCNP 6.2), used together with a female anthropomorphic phantom (FASH3), was used to quantify the absorbed doses in the patient's organs and tissues. The survey of absorbed doses was carried out to evaluate the effect of the breast silicone implant on dose distribution, when submitted to radiotherapy treatment with the 6 MV beam and applying a dose of 50.4 Gy. The beam validation was performed by comparing experimental data and those simulated computationally through percentage depth dose and off-axis dose profiles parameters. The results showed a good correlation between the experimental and simulated values, with percentage differences of 5% for the percentage depth dose curves and 3% for the central region (-5 to 5 cm) of the off-axis dose profile curves, showing that the MCNP 6.2 tool is suitable and effective for calculating the absorbed dose of the organs and tissues of the FASH3 phantom. The gallbladder and bone surface were the organs that suffered the highest contribution of scattered radiation by the silicone prosthesis, increasing the absorbed dose values by 1.36% and 1.29%, respectively, when compared to normal breast tissue. The reason for the highest dose values in these organs is due to the fact that they are positioned close to the target beam incidence during treatment. The results of the absorbed dose values obtained showed that the dose distribution did not undergo a significant change in the presence of the silicone implant, only a low increase in the absorbed dose in organs close to the area of breast irradiation were observed for the configuration studied in this work. Dissertação (Mestrado)

As radiografias intraorais são três técnicas, periapical, bitewing e oclusal, e são utilizadas para visualização das estruturas da cavidade bucal. As técnicas se diferenciam pelos posicionamentos do aparelho de raios-X, receptores fotográficos, e as configurações do equipamento. Em algumas situações os pacientes podem ser submetidos a muitos exames odontológicos, dependendo do tratamento odontológico, onde os feixes primários de radiação direcionado aos órgãos e tecidos radiossensíveis podem resultar em riscos a saúde dos pacientes. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um objeto simulador antropomórfico de cabeça e pescoço, e calcular computacionalmente os Coeficientes de Conversão para Dose Absorvida (CC[D]) nos órgãos e tecidos radiossensíveis do objeto simulador, para os cenários de exposição das radiografias intraorais. Os CC[D] foram calculados empregando simulações de Monte Carlo com código Monte Carlo N-Particle (MCNP) (versão 6.2), considerando as tensões de 60, 65 e 70 kVp com filtração entre 1,5 mmAl e 2,5 mmAl, recomendado para radiografias intraorais, e os posicionamentos das técnicas periapical, bitewing e oclusal. Os resultados demonstraram que as glândulas salivares apresentaram os maiores valores de CC[D] nas técnicas intraorais, sendo as glândulas sublinguais expostas as maiores energias depositadas, seguida das glândulas parótidas e submandibulares. Em alguns posicionamentos das técnicas periapical e oclusal, órgãos como os olhos, cristalino e a tireoide, apresentaram valores maiores de CC[D], devido à direção dos feixes primários de radiação e ao posicionamento das técnicas. Intraoral radiographs are composed of three techniques, periapical, bitewing, and occlusal, and are used to visualize the structures of the oral cavity. The techniques are differenti ated by the positioning of the x-ray equipment, photographic receptors, and equipment configurations. In some situations, patients may be submitted to many dental exams, depending on the dental treatment, where the primary beams of radiation directed to radiosensitive organs and tissues may present risks to the patients’ health. The objective of this work was to develop a head and neck phantom and to computationally calculate the Conversion Coefficients for Absorbed Dose (CC[D]) in the phantom’s radiosensitive organs and tissues for the exposure scenarios of intraoral radiographs. The CC[D] were calculated by Monte Carlo simulations with Monte Carlo N-Particle (MCNP) code (version 6.2), considering the voltages of 60, 65, and 70 kVp with filtration between 1.5 mmAl and 2.5 mmAl, recommended for intraoral radiographs, and the placements of the periapical, bitewing and occlusal techniques. The results showed the salivary glands showed the highest CC[D] values in the intraoral techniques, with the sublingual glands having the highest deposited energies, followed by the parotid and submandibular glands. In some positions of the periapical and occlusal techniques, organs such as the eyes, lens, and thyroid, presented higher CC[D] values, due to the direction of the primary radiation beams and the positioning of the techniques. Dissertação (Mestrado)

O manejo de pacientes em estado de coma envolve não apenas o cuidado com sua homeostase orgânica básica, como também a reabilitação e o despertar do coma. Nesse contexto, estimulações cognitivas realizadas durante a internação, como a musicoterapia, revelam ter papel fundamental na qualidade de vida pós-UTI. Esta dissertação resume o processo de construção de uma base de dados, para a qual foram coletados dados clínicos e o exame EEG de 62 pacientes comatosos. Estes foram submetidos a diferentes estimulações musicais, sendo o procedimento realizado nos pacientes críticos da Unidade de Terapia Intensiva Adulta (UTIA), do Hospital de Clinicas de Uberlândia (HCU), durante 2018-2019. O perfil clinico geral destes pacientes foi levantado, sendo que o perfil particular dos pacientes que foram a óbito foi comparado com aquele homólogo dos pacientes que saíram da UTIA após sua internação. Um protocolo próprio de estimulação musical foi desenvolvido, adaptado ao contexto SUS da UTIA-HCU, levando em consideração quesitos como precisão do procedimento, minimização do ruido, ética da coleta e minima interferência nas rotinas médicas. Um exemplo simples de estudo quantitativo foi realizado, permitindo verificar que, mesmo no contexto de uma estimulação musical longa (8 min), as alterações na atividade bioelétrica em termos de potência são em geral baixas, ocorrendo em apenas alguns eletrodos, e se concentrando na faixa neurológica delta. Comatose patients’ treatment involves not only caring for their basic organic homeostasis, but also rehabilitation and awakening from coma. In this context, cognitive stimulation performed during hospitalization, such as music therapy, may be considered of paramount relevance in the patient life quality, just after the Intensive Care Unit (ICU) hospitalization. This dissertation summarizes the development of a database, for which clinical data and EEG examination of 62 comatose patients were collected. These were subjected to different musical stimulations, the procedure being performed on critically ill patients of the Adult ICU (AICU), Uberlandia Clinic Hospital (HCU), during 2018-2019. The general clinical profile of these patients was assessed, and the particular profile of patients who died was compared with that of patients who left the AICU after their hospitalization. A musical stimulation protocol was developed, adapted to the context of the Brazilian Public Health System (SUS), taking into account requirements such as methological precision, noise suppression, ethics involved during collection, and minimal interference in medical routines. A simple example of a quantitative study was carried out, yielding that, even in the context of a long musical stimulation (8 min), the changes in the bioelectric activity in terms of spectral power are generally low, occurring in only a few electrodes, and concentrating on the delta wave. Dissertação (Mestrado)

A doença de Parkinson (DP) é um distúrbio neurodegenerativo potencialmente devastador e multifatorial, ligado a fatores genéticos e ambientais, que comprometem funções motoras e não motoras. Uma das dificuldades em avaliar o progresso da DP é relativa ao tempo prolongado para aplicação das avaliações clínicas e questionários, a complexidade e heterogeneidade dos comprometimentos motores e a necessidade de uma análise especializada. A bradicinesia é um dos sinais motores da doença de Parkinson, caracterizada pela lentidão na execução dos movimentos, prejudicando vários aspectos, como lentidão no tempo de reação para iniciar movimentos, diminuição da amplitude de movimento ao longo da execução das tarefas, tempo prolongado para alterar o padrão motor, fadiga rápida na execução de tarefas prolongadas e diminuição do ritmo durante as atividades. A avaliação da severidade da bradicinesia pode ser influenciada pelo tempo de experiência do examinador, pela colaboração do paciente, bem como pela variabilidade de resultados interexaminadores. A Movement Disorder Society (MDS) evidenciou a necessidade de desenvolvimento e validação de tecnologias para avaliação remota da condição motora das pessoas com a DP. Neste sentido, esta pesquisa apresenta duas estratégias distintas para a avaliação da bradicinesia, sendo elas; (i) a avaliação remota da bradicinesia e análise da concordância e correlação intra e interexaminadores, e (ii) a avaliação objetiva da bradicinesia por meio de sensores inerciais, com o objetivo de discriminar as componentes lentidão, amplitude e ritmo. Para alcançar o primeiro objetivo (i) foi traçada uma estratégia onde uma equipe de mediação executou a avaliação clínica pela MDS-UPDRS (Movement Disorder Society – Unified Parkinson’s Disease Rating Scale), gravou e editou todos os vídeos, para posteriormente disponibilizar para 14 avaliadores com tempo de experiência variados, entre 3 e 10 anos, na avaliação da DP, avaliarem 12 indivíduos com DP. Para os confrontos inter e intraexaminadores os métodos de correlação tau de Kendall, Cohen Kappa, Coeficiente de correlação interclasse (ICC) e o método Bland-Altman foram aplicados nas comparações pareadas entre avaliadores. Os resultados obtidos por esta metodologia mostraram melhor correlação entre avaliadores com alta experiência. A dificuldade nas avaliações pode ser influenciada pela falta de treinamento e pela dificuldade em usar escalas clínicas de forma consistente. Os confrontos de correlação também revelaram uma baixa concordância por inexperiência e examinadores mal treinados. Apesar das falhas nas avaliações clínicas, um grande número de avaliadores clínicos, usando métodos cegos e escalas de avaliação padrão ouro, fornecem uma “verdade fundamental” mais robusta da avaliação da bradicinesia. Destaca-se aqui que toda a execução desse estudo só foi possível devido ao cumprimento do protocolo pelo grupo mediador. A eficácia e viabilidade da telemedicina durante a pandemia de COVID-19, afinal é considerada um avanço na assistência médica, possibilitando acesso remoto, até fora do contexto pandêmico. No segundo objetivo da tese (ii), buscou-se avaliar as componentes da bradicinesia: lentidão, amplitude e ritmo, extraídas a partir dos sinais inerciais. O protocolo experimental consistiu em realizar as tarefas de pinça, abrir e fechar a mão, pronação e extensão e flexão e extensão e para tal, foram posicionados sensores inerciais em pontos estratégicos da extremidade do membro superior para a análise dos movimentos e quantificação. Realizaram esse protocolo, 15 indivíduos com doença de Parkinson e 15 indivíduos hígidos com sexo e idade pareada. O processamento dos sinais foi realizado no ambiente do software R e três métodos de extração de características foram utilizados. O algoritmo SFA (Slow Feature Analysis) foi aplicado para extrair a característica de lentidão; foi criado um índice pra extrair a amplitude, baseado na amplitude total e amplitude interquartílica e o ritmo foi quantificado pelo coeficiente de variação. Os índices das componentes foram correlacionados com a avaliação clínica e também métricas estatísticas de comparação intergrupos. Os resultados obtidos indicam que as correlações entre os índices das componentes da bradicinesia e as avaliações clínicas resultaram em correlações fortes entre -0,9 e -0,8 para a amplitude e lentidão, respectivamente. E para as comparações intergrupos, para os três índices, os resultados apresentaram diferença estatisticamente significativa. Com o estudo, pode-se concluir que as ferramentas escolhidas para extrair as características dos sensores inerciais, além de apresentarem-se como uma inovação na forma de processamento, foram adequadas e eficientes na discriminação das componentes da bradicinesia. Parkinson's disease (PD) is a potentially, devastating and multifactorial neurodegenerative disorder, linked to genetic and environmental factors, which compromises motor and non-motor functions. One difficulty in evaluating the PD progress is related to the prolonged time for clinical assessments and questionnaires application, the complexity and heterogeneity of motor impairments and the need for a specialized analysis. Bradykinesia is a Parkinson's disease symptoms, characterized as the slowness in the execution of movements, such as the reaction time to start the movements, the increase the range of movement during the execution of the tasks time for the duration of the motor pattern, the rapid fatigue in performing prolonged tasks and changing rhythm during activities. The assessment of bradykinesia severity can be influenced by the examiner's time of experience, by the patient's cooperation, as by the variability of inter-examiner results. The Movement Disorder Society (MDS) highlighted the need to develop and validate technologies for remote assessment of motor condition in PD. In this sense, this research presents two distinct strategies for the bradykinesia assessment, which are: (i) intra and inter-rater remote assessment of bradykinesia in Parkinson's disease and (ii) objective assessment, using inertial sensors, with the aim of discriminating the bradykinesia components: slowness, amplitude and rhythm. To the first objective (i), a mediation team performed and recorded the clinical evaluation MDS-UPDRS (Movement Disorder Society – Unified Parkinson’s Disease Rating Scale) and edited all the videos, to later available the videos to 14 evaluators with varying experience, between 3 and 10 years, in Parkinson's disease evaluation. For intra and inter-rater analysis, statistical methods were applied between evaluations, Cohen's Kappa, intraclass coefficient correlation (ICC) and the Bland-Altman method. The correlation results obtained between experience raters are strong. Difficulty in clinical assessments can be influenced by lack of training and difficulty using clinical scales. Correlation matches also revealed low agreement due inexperience and poorly trained examiners. Despite flaws in clinical assessments, a large number of clinical raters, using blinded methods and gold standard rating scales, provide a more robust “fundamental truth” of bradykinesia assessment. It is important to highlight that the entire study execution was only possible due the mediator group compliance with the protocol. The effectiveness and feasibility of telemedicine during the COVID-19 pandemic is considered a breakthrough in medical care, enabling remote access, even outside the pandemic context. In the second objective of thesis (ii), the aim was to evaluate the bradykinesia components: slowness, amplitude and rhythm, extracted from inertial signals. The experimental protocol consisted of four tasks perform: finger tapping, open and close the hand, pronation and supination and flexion and extension. For that, inertial sensors were positioned at the upper limb for movements analysis. Fifteen individuals with Parkinson's disease and fifteen healthy individuals with matched sex and age performed this protocol. Signal processing was performed in R software and three feature extraction methods were used. The algorithm SFA (Slow Feature Analysis) was applied to extract the slowness characteristic. An index was created to extract the amplitude, based on the total amplitude and interquartile amplitude, and the rhythm was quantified by the variation coefficient. The component indices were correlated to the clinical assessment and statistical metrics for inter-group comparison. The obtained results indicate strong correlations between the bradykinesia components and clinical assessments, between -0.9 and -0.8 for amplitude and slowness, respectively. And for intergroup comparisons, the three indices showed a statistically significant difference. With this study, it can be concluded that the processing tools chosen to extract the characteristics of the inertial sensors were adequate, innovated and efficient in the discrimination of the components of bradykinesia. Tese (Doutorado)

A doença de Parkinson (DP) é uma desordem neurodegenerativa crônica e progressiva e que ainda não possui cura. A DP causa sinais motores característicos, tais como bradicinesia, rigidez e tremor. O tratamento da doença é amplo admitindo intervenção fisioterápica (reabilitação), psicológica, medicamentosa e cirúrgica. O diagnóstico e avaliação da severidade da doença tem-se baseado em avaliações clínicas fundamentadas em escalas subjetivas. Nos últimos anos tem se desenvolvido vários estudos e tecnologias para a avaliação objetiva da DP. Com o diagnóstico positivo para a DP inicia-se o tratamento, que é amplo, e envolve o uso de medicamentos, bem como a realização de cirurgia, fisioterapia e acompanhamento psicológico. A fisioterapia é fundamental no processo de reabilitação do paciente, permitindo maximizar as habilidades funcionais e minimizar complicações secundárias. O uso de jogos sérios (JS) na reabilitação de indivíduos com desordem neurológica, tem se mostrado eficaz. Neste contexto o JS é utilizado com carácter educacional e de treinamento. Quando a reabilitação é baseada em JS, uma Interface Homem Máquina (IHM) mostra-se como uma parte importante de todo o processo, haja visto a necessidade do usuário interagir com o jogo de maneira apropriada para que a reabilitação atinja o sucesso desejado. No contexto da DP e JS, estudos buscam demonstrar a eficácia do uso de sensores de jogos disponibilizados no mercado. Dentre eles pode ser citado o uso do Nintendo Wiimote, Microsoft’s Kinect, Sony Playstation Eye e até mesmo o uso de webcams comuns. Estes sensores são facilmente encontrados no mercado nacional e com preços acessíveis. Contudo, estes sensores não foram utilizados, pois o presente estudo propõe a utilização de uma IHM capaz de ser utilizada como sensor de jogo sério e também fornecer dados para avaliação e monitoramento de sintomas motores, tais como bradicinesia e tremor, sendo que os sensores comerciais citados não contemplam todos os requisitos do sistema proposto. Encontrou-se exemplares como o modelo “Prime X Gloves” do fabricante MANUSTM, contudo, este dispositivo não se encontra no mercado brasileiro e tem um custo elevado (acima de 4 mil dolares). Com efeito, a melhor opção foi desenvolver o próprio dispositivo, para que todos os requisitos do sistema fossem alcançados, incluindo ser um dispositivo de baixo custo. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma IHM, vestível e móvel, capaz de ser utilizada para avaliação, reabilitação e monitoramento dos sinais motores de indivíduos com DP. O equipamento desenvolvido baseado em sensores inerciais foi utilizado para medir os movimentos de rotação do punho. A IHM foi utilizada para prover a interação com um jogo sério, e neste cenário o dispositivo estimou a orientação da mão do usuário e forneceu informações ao computador para o controle do jogo. Durante o processo as medições dos sensores inerciais foram gravadas e posteriormente utilizadas para avaliação da condição motora dos pacientes com DP. A IHM apresentou-se como parte importante do jogo sério, fornecendo a interação “homem”, usuários do jogo, e “máquina”, computador, adequada ao processo, e os dados coletados foram processados e demonstraram-se viáveis à avaliação dos sinais motores dos pacientes. Os dados coletados foram representados na forma de quatérnios que possibilitaram uma visualização nova e interessante do sinal motor da DP. Demonstrou-se a viabilidade da implementação e utilização de uma IHM, vestível e móvel, para a avaliação de pacientes com DP por meio de jogo sério. A utilização dos ângulos de rotação do punho mostrou-se eficaz para avaliação da condição motora, abrindo uma possibilidade para o monitoramento longitudinal do sinal motor. Parkinson's disease (PD) is a chronic and progressive neurodegenerative disorder for which there is currently no cure. PD causes distinct motor symptoms such as bradykinesia, rigidity, and tremor. Physical therapy, i.e., rehabilitation, psychological, drug, and surgical intervention are all used to treat the disease. Clinical assessments using subjective scales have been used to make diagnoses and assess disease severity. Several studies and technologies for objectively assessing PD have been developed in recent years. In this context, the goal of this work was to create a wearable and mobile Human Machine Interface (HMI) capable of being used for the evaluation, rehabilitation, and monitoring of motor signs in people with PD. With the positive diagnosis for PD, the treatment begins, which is broad, and involves the use of medications, as well as the performance of surgery, physical therapy, and psychological monitoring. Physical therapy is fundamental in the patient's rehabilitation process, allowing the maximization of functional abilities and minimizing secondary complications. The use of serious games (JS) in the rehabilitation of individuals with neurological disorder, has proven effective. In this context JS is used with educational and training character. When rehabilitation is based on JS, a Human Machine Interface (HMI) is an important part of the whole process, since the user needs to interact with the game in an appropriate way for the rehabilitation to achieve the desired success. In the context of PD and JS, studies seek to demonstrate the effectiveness of the use of game sensors available on the market. Among them we can mention the Nintendo Wiimote, Microsoft's Kinect, Sony Playstation Eye, and even the use of common webcams. These sensors are easily found in the national market and with accessible prices. However, these sensors were not used, because the present study proposes the use of an HMI capable of being used as a serious game sensor and also to provide data for evaluation and monitoring of motor symptoms, such as bradykinesia and tremor, and the commercial sensors cited do not meet all the requirements of the proposed system. We found examples such as the model "Prime X Gloves" from the manufacturer MANUSTM, however, this device is not available in the Brazilian market and has a high cost (over 4 thousand dollars). In effect, the best option was to develop the device itself, so that all the system requirements were met, including being a low-cost device. The device, which was based on inertial sensors, was used to measure the rotational movements of the wrist. The device was used in a serious game to obtain information from the orientation of the user's hand and to control the game. During the procedure, the inertial sensor measurements were recorded and later used to assess the motor condition of patients with PD. The results were satisfactory, and the device established itself as an important component of the serious game, facilitating interaction between "man," i.e., users, and "machine," i.e., computer. The collected data were processed, and the feasibility of evaluating the patients' motor signs was confirmed as a result. The possibility of implementing and using a wearable and mobile HMI was demonstrated to monitor motor signs from PD patients through serious game. The use of wrist’s rotation angles showed to be effective for the evaluation of motor condition, opening a possibility for longitudinal monitoring of motor signs. Dissertação (Mestrado)

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A lesão da medula espinhal afeta as vias que transportam informações do cérebro e para ele. Após a lesão medular (LM), a plasticidade cerebral leva a uma reorganização cortical, cujas consequências nas funcionalidades cerebrais permanecem obscuras. Compreender os efeitos da reorganização cortical após a lesão medular é importante devido ao seu potencial em predizer resultados clínicos, bem como levar a novas abordagens terapêuticas para melhor reabilitação do paciente. Este estudo utilizou modelos de conectividade funcional (CF) para demonstrar os efeitos da plasticidade na reorganização cortical após a LM. Conectividade funcional pode ser definida em termos de dependências estatísticas entre medidas de eventos neurofisiológicos. Nossa hipótese é que a lesão modifica a conectividade, e a detecção dessas alterações permitiria um melhor entendimento de como o fluxo de informações entre as áreas envolvidas na dinâmica sensório-motora é alterado após a lesão. Consequentemente, as alterações corticais que ocorrem após a lesão medular devido à neuroplasticidade seriam mais bem compreendidas, possibilitando melhores procedimentos de reabilitação e a criação melhores dispositivos de assistência e apoio à vida diária baseados em interfaces cérebro-máquina. Nesta pesquisa, estudamos a CF em 9 indivíduos com lesão medular e 10 indivíduos controle sem lesão. Todos os participantes foram submetidos à ressonância magnética estrutural e funcional em um equipamento de 1,5 T durante a execução de tarefas motoras específicas. A análise de conectividade funcional (CF) foi realizada usando a correlação SEED-to-Voxel. A área motora suplementar e os giros pré-central e pós-central foram escolhidos como referências para a avaliação da CF, por serem os responsáveis diretos pelo planejamento, execução e controle motor. Os resultados mostraram que a LM desencadeia uma série de alterações neuroplásticas especialmente nos córtices motor e somatossensorial, tanto na força da conexão quanto no número de regiões do cérebro funcionalmente conectadas. Após a LM e ao longo do tempo de lesão, observou-se redução nas conexões dentro da rede somatossensorial e a conectividade funcional variou conforme a tarefa executada pelo indivíduo e a região SEED considerada. Verificou-se reorganização topográfica em direção a um enfraquecimento da rede sensório-motora nos sujeitos com LM, quando comparados aos sujeitos do grupo controle, com diminuição da propriocepção, do controle autonômico e motor, além de associação, integração e processamento sensorial reduzidos. Notou-se ainda uma possível reorganização funcional em direção à preservação da rede de planejamento motor. Spinal Cord Injury (SCI) affects the pathways that carry information to and from the brain. After the injury, cerebral plasticity leads to a cortical reorganization, whose consequences on brain functionalities remain unclear. Understanding the effects of the cortical reorganization following SCI is important because of its potential in predicting clinical outcomes, as well as lead to new therapeutic approaches to enhance patient rehabilitation. Our study assessed the functional connectivity (FC) to demonstrate the effects of plasticity on the cortical reorganization after SCI. Functional Connectivity can be defined as statistical dependencies, such as correlation, among measurements of neurophysiological events. We hypothesize that the lesion would alter the connectivity, and the detection of these changes would allow a better understanding of how the flow of information between the areas involved in the sensory-motor dynamics is altered after the injury. Consequently, the cortical alterations that occur after the spinal cord injury due to neuroplasticity would be better understood, enabling better rehabilitation procedures and improved brain-machine interfaces. We studied the FC in 9 SCI subjects and 10 healthy non-SCI control. All participants underwent structural and functional MRI on a 1.5-T magnetic resonance system while executing specific motor-related tasks. Functional connectivity (FC) analysis was performed using SEED-to-Voxel correlation. The supplementary motor area and the precentral and postcentral gyri were chosen as references to the FC evaluation, for they are directly responsible for motor planning, execution, and control. The results demonstrated that SCI triggers a series of neuroplastic changes, especially in the motor and somatosensory cortexes, both in the strength of the connection and in the number of functionally connected brain regions. Following SCI and over the time of the injury, there was a reduction in connections within the somatosensory network and functional connectivity varied according to the task performed by the individual and the SEED region considered. There was a topographic reorganization towards a weakening of the sensorimotor network in subjects with SCI, when compared to subjects in the control group, with decreased proprioception, autonomic and motor control, in addition to reduced association, integration and sensory processing. It was also noted a possible functional reorganization towards the preservation of the motor planning network. Dissertação (Mestrado)

Clauzure, M. (2022). Diseño curricular de la carrera Ingeniería Biomédica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Pampa. (Trabajo final integrador). Universidad Nacional de Quilmes, Bernal, Argentina. El trabajo titulado “Diseño curricular de la carrera Ingeniería Biomédica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Pampa” es propuesto como trabajo final integrador para la obtención del título de Especialización en Docencia Universitaria de la Universidad Nacional de Quilmes. Pretende llevar adelante la formulación y elaboración del diseño curricular de la carrera Ingeniería Biomédica en el marco de la estructura política institucional de la Facultad de Ingeniería de la UNLPam y del contexto socio-productivo en el que se inserta y significa la institución educativa.

Pesquisa sem auxílio de agências de fomento Introdução: A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) é utilizada em pesquisas para avaliar o funcionamento do sistema nervoso autônomo (SNA) possuindo diferentes aplicações relacionadas ao bem-estar humano. É de grande valia o monitoramento continuo da VFC, pois é possível identificar e avaliar variáveis relacionadas aos índices de saúde de um indivíduo. Objetivos: a VFC foi analisada durante um teste incremental em esteira ergométrica observando-se o comportamento do sistema nervoso autônomo quanto ao estresse imposto durante o teste. Métodos: Onze corredores de rua com idade média de 31 anos tiveram as variáveis relacionadas à VFC captadas durante o teste incremental em esteira ergométrica com o auxílio do relógio Polar, modelo RS800cx e os dados obtidos através dos registros dos intervalos RR. Foram analisados os domínios do tempo (RMSSD, Média RR, Média FC, Índice de Estresse), da frequência (LF e HF) e métodos não lineares (SD1 e SD2). Os dados foram comparados, normalizados e analisados com valores de repouso obtidos antes do início do teste incremental com o auxílio dos testes de Shapiro-Wilk e ANOVA One Way, sendo considerados significativos valores de p ≤ 0,05. Resultados: O índice parassimpático, simpático e de estresse, foram efetivos e sensíveis para identificar o estresse imposto pelo exercício durante os incrementos de carga do teste, diferente dos componentes do domínio da frequência (LF e HF), que não apresentaram diferenças significativas Nas análises da recuperação pós-esforço, foi encontrada recuperação parcial, das variáveis da VFC analisadas 6 minutos após a exaustão, comparadas aos valores de repouso. Introduction: Heart rate variability (HRV) is used in research to assess the autonomic nervous system (ANS) functioning with different applications related to human well-being. Continuous HRV monitoring is of great value, as it is possible to identify and evaluate variables related to an individual's health indexes. Objectives: HRV was analyzed during an incremental test on a treadmill, observing the behavior of the autonomic nervous system regarding the stress imposed during the test. Methods: Eleven street runners with a mean age of 31 years had the variables related to HRV captured during the incremental test on a treadmill with the aid of a Polar watch, model RS800cx, and the data obtained through the records of the RR intervals. Time domains (RMSSD, Mean RR, Mean HR, Stress Index), frequency (LF and HF) and nonlinear methods (SD1 and SD2) were analyzed. Data were compared, normalized and analyzed with resting values obtained before the start of the incremental test with the aid of the Shapiro-Wilk and One-Way ANOVA tests, with p values ≤ 0.05 being considered significant. Results: The parasympathetic, sympathetic and stress index were effective and sensitive to identify the stress imposed by the exercise during the test load increments, different from the frequency domain components (LF and HF), which did not present significant differences. In the post-exercise recovery analyzes, HRV partial recovery was found in variables analyzed 6 minutes after exhaustion, compared to resting values. Dissertação (Mestrado)

Pesquisa sem auxílio de agências de fomento A perda de um membro do corpo humano tem um impacto devastador na autonomia do indivíduo de realizar tarefas. Os impactos sociais, emocionais e físicos relacionados a perda de um membro são extremamente abrangentes, principalmente em casos de perda de membros superiores. A mão humana é interface de utilização de ferramentas, e permite interações sociais e afetivas. O meio usual de recobrar uma parte das funcionalidades perdidas com a amputação é a utilização de próteses. Entretanto, as próteses de membro superior comerciais mais sofisticadas apresentam empecilhos de usabilidade, seja por dificuldade de controlar todos os graus de liberdade ou mesmo a falta de graus de liberdade em modelos simples. Esses dispositivos nem sempre atendem as expectativas dos usuários de recobrar sua autonomia. Diversas abordagens visam desenvolver mecanismos e sistemas que possuem o intuito de aprimorar a usabilidade e devolver a funcionalidade do membro perdido, melhorando as interfaces de controle. O trabalho desenvolvido por essa dissertação propõe um modelo semiautônomo de alcance para próteses de membro superior, baseado em visão neuromórfica, para indivíduos que sofreram amputações acima do nível do cotovelo. A utilização de sistemas neuromórficos de visão é uma abordagem interessante por ser uma ferramenta com alta eficiência energética e computacional, porém seu funcionamento baseado em eventos pressupõe novas abordagens computacionais. Esse trabalho contribui para o desenvolvimento de novas abordagens e algoritmos para sistemas neuromórficos de visão computacional, revelando-se uma interface interessante para a implementação em dispositivos embarcados onde poder computacional e disponibilidade energética são escassos. O modelo desenvolvido por esse trabalho foi validado utilizando uma câmera baseada em eventos (Dynamic Vision Sensor 128) e um braço robótico (WidowX) que, aliados a um sistema de detecção e rastreio de objetos, desempenha sua tarefa de alcance em cinco experimentos que apresentam ambientes desafiadores para um sistema com esse intuito. Os resultados obtidos utilizando o sistema semiautônomo de alcance para próteses de membro superior, sugerem que sistemas neuromórficos podem guiar o desenvolvimento de dispositivos inteligentes de controle com baixo consumo de energia e alto desempenho computacional. The loss of a limb has a devastating impact on the individual's autonomy to perform day-to-day tasks. The social, emotional, and physical impacts related to it are extremely hard, especially in cases of loss of upper limbs. The human hand is an interface for using tools and allows social and affective interactions. The usual way of trying to recover some of the functionality lost with amputation is the use of prostheses. However, even the most sophisticated commercial upper limb prostheses present usability obstacles for users, either because of the difficulty of controlling all the degrees of freedom present in sophisticated models or the lack of them in simpler models. The prostheses do not always meet the expectations of users to regain their autonomy. In this way, several approaches aim to develop mechanisms and systems that improve usability and try to give back the functionality of the lost limb by improving the control interfaces of prosthetic arms. The work developed in this dissertation proposes a reach model for upper limb prostheses based on neuromorphic vision, intending to implement a semi-autonomous model for prosthetic devices for individuals who have suffered amputations above the elbow level. The use of neuromorphic vision systems is a good match to embedded systems because of their power and computational efficiency. However, an event-based system requires new computational approach to deal with event-data. Therefore, contributing to the development of new approaches and algorithms for neuromorphic computer vision systems and proving to be an interesting interface for implementation in embedded devices whose parameters of computational requirements and available power are scarce. The model developed by this work was validated using an event-based camera (Dynamic Vision Sensor 128) and a commercial robotic arm (Widow X) which, combined with object detection and tracking system, performs reaching objects task in five experiments that present challenging environments for a system with this purpose. The results obtained using the semi-autonomous model for upper limb prostheses suggest that neuromorphic systems can guide the development of intelligent control devices with low energy consumption and high computational performance. Dissertação (Mestrado)

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O câncer de mama é o tipo mais comum entre as mulheres, afetando 2,09 milhões de pessoas no mundo e a quinta principal causa de morte segundo a Organização Pan-Americana de Saúde (OPAS). Como forma de controle, a mamografia é mundialmente considerada o exame padrão para astreamento e diagnóstico da doença. Os profissionais técnicos em mamografia exercem um papel fundamental no momento de realização do exame, pois atuam diretamente no pro cesso de aquisição. Desta forma, a aplicação correta das técnicas afeta diretamente o resultado e qualidade do exame mamográfico. Este trabalho propõe uma metodologia para treinamento visando a mitigação da defasagem do treinamento inicial e contínuo de estudantes em técnicas de mamografia. A metodologia é composta por um módulo gamificado com técnicas de Realidade Virtual (RV) e um módulo de questionários (quiz) para auxiliar no gerenciamento do treinamento. O Módulo de Gerenciamento e Questionário fornece insumos e auxilia no gerenciamento do treinamento. O Módulo Gamificado é composto por uma sala de mamografia virtual de alta fidelidade gráfica. O ambiente virtual foi desenvolvido para permitir a fácil ampliação do escopo de treinamento com novos níveis (fases). Por fim, os módulos são comparados com soluções existentes na literatura. Em comparação com outros trabalhos, esse trabalho une atributos encontrados esparsamente em outros sistemas, como gamificação, extensibilidade e RV. Entretanto, um estudo com usuários deverá ser realizado para mensurar e validar a usabilidade do sistema e efetividade da metodologia apresentada no treinamento. Breast cancer is the most common type among women, affecting 2.09 million people worldwide and the fifth leading cause of death according to the Pan American Health Organization (PAHO). As a form of control, mammography is considered the standard exam for screening and diagnosing the disease worldwide. Technical professionals in mammography play a fundamental role when performing the exam, as they act directly in the acquisition process. Thus, the correct application of the techniques directly affects the result and quality of the mammographic exam. This work proposes a training methodology aimed at mitigating the gap between the initial and continuous training of students in mammography techniques. The methodology consists of a gamified module with Virtual Reality (VR) techniques and a quiz module to assist in training management. The Management and Questionnaire Module provides input and assists in training management. The Gamified Module is composed of a high-fidelity graphical virtual mammography room. The virtual environment was developed to allow easy expansion of the training scope with new levels (phases). Finally, the modules are compared with existing solutions in the literature. In comparison with other works, this work unites attributes found sparsely in other systems, such as gamification, extensibility and VR. However, a study with users must done to measure and validate the usability of the system and the effectiveness of the methodology presented in the training. Dissertação (Mestrado)

A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurológica que afeta o sistema motor. Os sintomas motores associados são rigidez muscular, bradicinesia, tremores e distúrbios da marcha. O diagnóstico correto, especialmente nos estágios iniciais, é fundamental para a qualidade de vida do indivíduo com a DP. No entanto, os métodos utilizados para o diagnóstico da DP ainda são baseados em critérios subjetivos com o uso de escalas como por exemplo a Unified Parkinson Disease Rating Scale (UPDRS). Portanto, o objetivo deste estudo é verificar se uma combinação de características extraídas de sinais de sensores inerciais, por meio do tremor em repouso do punho conseguem discriminar dados de indivíduos com DP dos dados de indivíduos sem a DP (neste trabalho considerado saudáveis). Este trabalho conta com a participação de 27 indivíduos sendo 15 com a DP nos estágios iniciais (escore Hoehn and Yahr 1 e 2) e 12 indivíduos sem a DP. Duas unidades de medição inercial (IMU) foram posicionadas no membro mais acometido por tremor na população com a DP e no membro dominante dos indivíduos sem a DP. Um IMU foi posicionado sobre o dorso da mão e o outro na região posterior do antebraço. Os IMUs usados neste estudo são dotados de três sensores, cada um, um acelerômetro, um giroscópio e um magnetômetro, assim o sistema completo é formado por 6 sensores. Todos os 3 sensores são capazes de detectar movimento ao longo dos 3 eixos. As características extraídas dos dados estão relacionadas com a amplitude do sinal, frequência, entropia, variabilidade e forma de distribuição. No total, 108 características foram extraídas (18 para cada sensor). Para auxiliar no processo de classificação, foram feitos testes com diferentes porcentagens das características extraídas, de acordo com a importância dessas características para a classificação dos indivíduos. A importância das características foi determinada pela função Relief do software R. A análise teve início com 10% das características consideradas mais importantes, havendo um incremento de 10 em 10% até chegar a 100%. Durante o processo de incremento, foi calculada a sensibilidade, especificidade, precisão e acurácia dos classificadores utilizados. Os classificadores utilizados foram: Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbor (KNN) e Naive Bayes (NB). Os percentuais mais altos de sensibilidade e acurácia (86,6% e 84,4% respectivamente) foram obtidos com uma combinação de 10% das características pelo classificador KNN. Para a precisão e especificidade (95,3% e 92,8% respectivamente) os melhores resultados foram obtidos com o NB usando 100% das características. Tendo em vista os resultados obtidos foi possível concluir que, os pacientes em estágios iniciais da DP podem ser diagnosticados com sucesso usando sensores inerciais e classificadores para o tremor em repouso de punho. Parkinson's disease (PD) is a neurological disease that affects the motor system. Associated motor symptoms are muscle stiffness, bradykinesia, tremors, and gait disorders. The correct diagnosis, especially in the early stages, is fundamental for the quality of life of the individual with PD. However, the methods used for the diagnosis of PD are still based on subjective criteria with the use of scales such as the Unified Parkinson Disease Rating Scale (UPDRS). Therefore, the aim of this study is to verify whether a combination of characteristics extracted from signals from inercial sensors, through tremor at rest of the wrist, can discriminate data from individuals with PD from data of individuals without PD (in this study considered healthy). This study has the participation of 27 individuals, 15 with PD in the early stages (Hoehn and Yahr score 1 and 2) and 12 individuals without PD. Two units of inercial measurement (IMU) were positioned in the most tremor-affected limb in the population with PD and in the dominant limb of individuals without PD. One IMU was positioned on the back of the hand and the other on the posterior region of the forearm. The IMUs used in this study are equipped with three sensors, each, an accelerometer, a gyroscope and a magnetometer, so the complete system consists of 6 sensors. All 3 sensors are capable of detecting movement along the 3 axes. The characteristics extracted from the data are related to signal amplitude, frequency, entropy, variability and distribution form. In total, 108 characteristics were extracted (18 for each sensor). To assist in the classification process, tests were performed with different percentages of the extracted characteristics, according to the importance of these characteristics for the classification of individuals. The importance of the characteristics was determined by the Relief function of the software R. The analysis started with 10% of the most important characteristics, with an increase of 10 in 10% until reaching 100%. During the increment process, the sensitivity, specificity, accuracy and accuracy of the classifiers used were calculated. The classifiers used were: Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbor (KNN) and Naive Bayes (NB). The highest percentages of sensitivity and accuracy (86.6% and 84.4% respectively) were obtained with a combination of 10% of the characteristics by the KNN classifier. For precision and specificity (95.3% and 92.8%, respectively) the best results were obtained with NB using 100% of the characteristics. In view of the results obtained, it was possible to conclude that patients in early stages of PD can be successfully diagnosed using inercial sensors and classifiers for tremor at rest of the wrist. Tese (Doutorado)

Orientador: José Wilson Magalhães Bassani Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Toda equipe de engenharia clínica (EC) precisa preocupar-se em manter ou melhorar o nível de qualidade de suas atividades. Um dos fatores que afetam a qualidade é a produtividade da equipe técnica, logo, medir a produtividade é fundamental para que os gestores possam acompanhar a equipe e propor ações para melhorias. Na EC, a maioria dos indicadores de produtividade são para avaliação da equipe, e poucos são os indicadores que retratam a produtividade individual. Desses, a maioria possui como metodologia de cálculo o uso apenas do número de ordens de serviço (OS) resolvidas ou número de horas técnicas trabalhadas (HT). Neste trabalho foi desenvolvido um indicador de produtividade (IP) a partir: do número de OS encerradas, do número de HT e, adicionalmente, da complexidade das OS encerradas. Esse indicador poderá ser utilizado como auxilio tanto para avaliação de trabalhadores individuais, quanto de equipes. IP foi utilizado para estudar a produtividade de uma equipe de um Núcleo de EC (NEC) durante o período de 01/01/2018 à 31/12/2019 (pré-pandemia da Covid-19) e também durante o período da pandemia, de 01/03/2020 à 31/07/2021. Os dados usados para realização deste trabalho foram coletados usando o sistema de software GETS - Gestão de Tecnologia para Saúde -, desenvolvido para uso via web pelo Laboratório Nacional para Gerenciamento de Tecnologia em Saúde (LNGTS) do Centro de Engenharia Biomédica (CEB) da UNICAMP. No período pré- pandemia da Covid-19, verificou-se que 68% dos profissionais executores do NEC apresentaram boa produtividade. Já no período da pandemia, observou-se que vários indivíduos tiveram baixa produtividade devido a fatores intrínsecos do período, impactando assim na produtividade da equipe, que dada as circunstâncias, apresentou ainda um bom desempenho. Além disso, foi interessante observar que a inclusão da complexidade na medição da produtividade foi capaz de evitar vieses nos resultados Abstract: Every clinical engineering (CE) team need to be concerned with maintaining or improving the quality level of its activities. One of the factors affecting this quality is the productivity of the technical team. Therefore, measuring the productivity is fundamental for managers to monitor the team and propose actions for improvement. In CE, most productivity indexes are for team assessment, and only few represent the productivity of each person. In this case, most have as methodology for calculation the number of finish service orders (SO) or the number of worked hours (WH). In this work, a productivity index (IP) was developed based on: number of finished SO, number of WH, and complexity of completed SO. This indicator can be used to help measure the productivity of teams and individual workers. IP was used to evaluate the productivity of a CE Nucleus (NEC) team in the period from 01/01/2018 to 31/12/2019 (Covid-19 pre-pandemic) and also during pandemic period, from 01/03/2020 to 31/07/2021. The data used for this work were collected using the software GETS - Gestão de Tecnologia para Saúde -, which was developed for web-based use by the National Laboratory for Health Technology Management (LNGTS) of the Center for Biomedical Engineering (CEB) at UNICAMP. During pre-pandemic period, it was found that 68% of the NEC professionals had good productivity. During the pandemic period, it was observed that many staff members had low productivity due to intrinsic factors of the period, thus impacting the team’s productivity, which, given the circumstances, still presented a good performance. Furthermore, it was interesting to observe that the inclusion of complexity in the measurement of productivity was able to avoid biases in the results Mestrado Engenharia Biomédica Mestre em Engenharia Elétrica CAPES 88887.596944/2021-0

Objective: To evaluate the effect of 3d printed models on surgical pre-operative planning of complex spinal deformities. Methods: In our study, five orthopedic surgeons made surgical planning of 5 patients with severe spinal deformity in three conditions: X-ray with computer tomography (X-ray-CT), 3D-computed tomography (3dCT), and 3d printed spine models. Operation plans were examined according to the level and number of instrumentations, osteotomy level, and time required for decision-making. Results: X-ray-CT, 3dCT, and 3d modeling methods were compared, and no statistically significant difference was observed in the number of screws and osteotomy score to be used in operation. The time required for decision ranking is 3d Model, 3d CT, and Xray-CT. Conclusions: 3d printed models do not influence the operative plan significantly; however, it reduces surgical planning time at pre-op duration, and those models gave some opportunities to practice with implants on a patient’s 3d spine model. Level of Evidence III; Diagnostic Studies - Investigating a Diagnostic Test . RESUMO Objetivo: Avaliar o efeito de modelos 3D impressos no planejamento pré-operatório cirúrgico de deformidades complexas da coluna vertebral. Métodos: Em nosso estudo, 5 cirurgiões ortopédicos fizeram o planejamento cirúrgico de 5 pacientes com deformidade espinhal grave em três condições: raio-X com tomografia computadorizada (raio X-CT), tomografia computadorizada com reconstrução 3D (3dCT) e modelo de coluna vertebral impressa (modelo 3d). Os planos de operação foram examinados de acordo com o nível e número de instrumentos, nível de osteotomia e tempo necessário para a tomada de decisão. Resultados: Foram comparados os métodos de modelagem de raio X-CT, 3dCT e modelo 3d e nenhuma diferença estatisticamente significativa foi observada no número de parafusos e escore de osteotomia a serem utilizados na operação. O ranking do tempo necessário para a tomada de decisão foi de modelo 3d, 3d CT e raio X-CT. Conclusões: Os modelos impressos em 3d não influenciam significativamente o plano operatório, porém reduzem o tempo de planejamento cirúrgico no pré-operatório e esses modelos deram algumas oportunidades de praticar com implantes no modelo de coluna 3d do paciente. Nível de evidência III; Estudos de Diagnóstico - Investigando um Teste de Diagnóstico .

Dissertação de Mestrado em Gestão apresentada à Faculdade de Economia Neste estudo salientam-se os determinantes do contrato psicológico que vinculam os engenheiros técnicos de campo às empresas de tecnologia de saúde onde trabalham. Procura melhor conhecer as atribuições para a permanência destes trabalhadores e, simultaneamente, disponibilizar uma compreensão específica sobre como a perceção das práticas de gestão nessas empresas intervém naquele domínio. A temática enquadra-se numa realidade de mercado em que a tecnologia, só por si, não salvaguarda uma posição concorrencial sustentável e as empresas passam a competir globalmente. Nesta circunstância, a articulação das características dos mercados com o valor do potencial humano torna-se a dinâmica determinante para a diferenciação estratégica. O objetivo é conhecer determinantes do contrato psicológico que concorrem para que técnicos de campo permaneçam nas empresas de prestação de serviços onde trabalham. Para o efeito, recorremos a um estudo qualitativo exploratório, com recurso a dezoito entrevistas semiestruturadas a técnicos de campo de nove empresas da área dos equipamentos médicos. As narrativas transcritas foram codificadas fazendo uso do software de análise MaxQDA, de um quadro conceptual de contrato psicológico e recorrendo ao modelo recursos-exigências do e no trabalho (Job Demand-Resource). Neste enquadramento, identificamos as variáveis de contexto e conteúdo que intervêm no acordo implícito, ou sendo explícito não formal, entre o empregado e o empregador, as quais são determinantes de consequências atitudinais e comportamentais associadas ao contrato psicológico. Demonstramos que estruturas multinacionais, distanciamento geográfico e cultural dos órgãos de gestão ou a escassez de apoio organizacional são percebidos como elementos sensíveis. Por outro lado, argumentamos que a identificação trabalhador-empresa, emerge de valores, objetivos e personalidades comuns, da forma como a empresa pondera as características do trabalhador face às tarefas e a sua incorporação nas metas da organização. Neste âmbito, o trabalhador é atraído pela empresa quando há coerência entre essas metas e as suas peculiaridades, por exemplo, a forma como são disponibilizados os recursos essenciais à realização de tarefas ou como se pode sentir apoiado nos seus interesses. Opostamente, verifica-se que a ausência deste ‘encaixe’, pelo desconhecimento que a empresa tem dos trabalhadores, do seu trabalho e dos seus interesses, determina uma falta de identificação com os pressupostos prévios, que desmotiva o trabalhador, levando a quebras do contrato psicológico e podendo mesmo resultar na saída do trabalhador da empresa. Demonstramos, ainda, que a satisfação com o trabalho e a perceção de segurança do mesmo, assim como, a motivação intrínseca ao desempenho com a empresa, são referenciais com evidência positiva no contrato psicológico. Estes aspetos estão implicados numa intenção de permanência que se deduz da predisposição de recomendação da empresa encontrada no estudo. Contrariamente, o trabalhador pode sentir falta de identificação com a sua empresa, sobretudo, por aspetos relacionados com a qualidade de vida no trabalho, que indiciam situações de atrito. No estudo, esses aspetos apresentam-se como motivos de não recomendação da empresa e indicadores de intenção de saída. Sugere-se que investigações futuras avancem na compreensão do processo subjacente ao contrato psicológico, suscitando interesse articular a perceção dos trabalhadores com a perspetiva da gestão, no sentido de contribuir para uma abordagem holística. Por outro lado, seria relevante explorar a dimensão ideológica associada ao trabalho destes profissionais integrados na área da saúde, bem como os efeitos desta variável na sua vida laboral. This study highlights the determinants of the psychological contract that bind field service engineers to the healthcare companies in which they work. It seeks to gain a better insight into the attributions for their permanence and, simultaneously, to provide a specific understanding of how the perception of management practices in these companies intervene in that domain. The theme is framed in a market context in which technology alone does not safeguard a sustainable competitive position as companies are now competing globally. In this circumstance, the articulation of market characteristics with the value of human capital becomes the determining dynamic for strategic differentiation. Our objective is to explore determinants of the psychological contract that contribute to the permanence of field service engineers in the healthcare companies in which they work. To this end, we conducted an exploratory qualitative study, based on eighteen semi-structured interviews with field service engineers from nine companies in the medical equipment industry. The transcribed narratives were coded using MaxQDA analysis software, a psychological contract conceptual framework, and the Job Demand-Resource model. In this framework, we identify the context and content variables that intervene in the implicit, or being explicit non-formal, agreement between the employee and the employer, which are determinants of attitudinal and behavioral consequences associated with the psychological contract. We found that multinational structures, the geographical and cultural distance of management boards, or the lack of organizational support are perceived as sensible factors. On the other hand, we argue that the identification between worker and company emerges from shared values, goals, and personalities, from how the company balances the worker's characteristics against the tasks and their incorporation into the organization's goals. In this respect, the worker is attracted to the company when there is consistency between these goals and his peculiarities, for example, the way essential resources are provided to perform his tasks or how he may feel supported in his interests. On the opposite direction, the absence of this 'fit', due to the company's lack of knowledge about the workers, their work and their interests, determines a lack of identification with the previous assumptions, which demotivates the worker, leading to breaks in the psychological contract and may even result in the worker leaving the company. We have also showed that job satisfaction and the perception of job security, as well as the intrinsic motivation to perform with the company, are references with positive evidence in the psychological contract. These aspects are linked to a permanence intention that is inferred from the predisposition to recommend the company found in the study. On the contrary, the employee may feel a lack of identification with his company, mainly due to aspects related to poor quality of life at work, which indicate situations of friction. In the study, these aspects are presented as reasons for not recommending the company and as indicators of intention to leave. It is also worth mentioning that future research should advance in the understanding of the process underlying the psychological contract, by articulating the workers' perception with the management perspective, in order to contribute to a holistic approach. On the other hand, it would be relevant to explore the ideological dimension associated with the work of these professionals integrated in the health care sector, as well as the effects of this dimension on their work life.

Este trabalho objetivou implementar o Prontuário Eletrônico do Paciente (PEP) a fim de integrar os atendimentos realizados pelos profissionais em uma Unidade Básica de Saúde (UBS) 24 horas do município de Campo Magro (PR), Região Metropolitana de Curitiba (PR). Trata-se de um estudo observacional, descritivo, quantitativo e transversal, onde participaram 28 profissionais da área da saúde. Foram aplicados dois questionários para a coleta de dados, sendo o primeiro composto de dez e o segundo de 15 perguntas, obtendo-se cinco respostas, e posteriormente os resultados foram analisados pelos testes de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney. O trabalho obteve aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa da UTFPR. Nos resultados notou-se que 18 profissionais (64,29%) eram do gênero feminino, entre 18 a 30 anos, com ensino superior. A classe profissional com maior participação no estudo foi à médica, com 12 (46,43%). A maioria, 17 (69,71%), possuíam conhecimento parcial em informática e 26 (71,43%) faziam uso de aparelhos eletrônicos em sua rotina diária. A capacitação foi suficientemente informativa para 25 (89,28%) do grupo estudado; o mesmo percentual acreditou ter recebido as ferramentas necessárias para uso do PEP. Entretanto, 7 (25%) dos entrevistados relataram alguma dificuldade com o uso do prontuário eletrônico. Profissionais com maior nível de escolaridade, conhecimento em informática e utilização de tecnologias eletrônicas apresentaram maior facilidade referente à capacitação, informação e adequação. O PEP melhorou o atendimento dos pacientes, segundo 23 (82,14%) dos entrevistados. O estudo mostrou-se relevante para informatização da UBS, para segurança do paciente, realização de auditorias, otimização dos arquivos de dados, agilidade nas ouvidorias, como subsídio para pesquisas futuras e integralização dos serviços prestados. Desta forma, concluise que embora haja dificuldades, o uso do prontuário eletrônico e softwares em geral traz avanços ao sistema de saúde, sendo necessárias novas pesquisas para a consolidação da implantação do PEP em todo o país, bem como melhoria da assistência à saúde da população. This study aimed to implement the Electronic Patient Record (PEP) in order to integrate the care provided by professionals in a 24-hour Basic Health Unit (UBS) in the city of Campo Magro (PR), Metropolitan Region of Curitiba (PR). This is an observational, descriptive, quantitative and cross-sectional study, in which 28 health professionals participated. Two questionnaires were applied for data collection, the first consisting of ten and the second of 15 questions, obtaining five answers, and then the results were analyzed using the Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests. The work was approved by the Research Ethics Committee at UTFPR. In the results, it was noted that 18 professionals (64.29%) were female, between 18 and 30 years old, with higher education. The professional class with the greatest participation in the study was the physician, with 12 (46.43%). The majority, 17 (69.71%), had partial knowledge of information technology and 26 (71.43%) used electronic devices in their daily routine. The training was informative enough for 25 (89.28%) of the studied group; the same percentage believed they had received the necessary tools to use the PEP. However, seven (25%) of respondents reported some difficulty with the use of electronic medical records. Professionals with a higher level of education, knowledge of computers and use of electronic technologies showed greater ease in terms of training, information and adequacy. The PEP improved patient care, according to 23 (82.14%) of the respondents. The study proved to be relevant for the computerization of the UBS, for patient safety, carrying out audits, optimizing data files, agility in the ombudsman, as a subsidy for future research and integration of the services provided. Thus, it is concluded that although there are difficulties, the use of electronic medical records and software in general brings advances to the health system, requiring further research to consolidate the implementation of the PEP across the country, as well as improve health care of the population.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A Bocha Paralímpica (BP) é um esporte importante na vida social de seus atletas que são pessoas com deficiência física severa nos quatro membros. Porém, o convívio social e a comunicação são falhos em algumas pessoas com paralisia cerebral. Neste esporte, os atletas com dificuldades na comunicação podem produzir um desempenho esportivo menor durante um jogo, por não conseguirem transmitir suas ideias e necessidades de forma clara e objetiva. Quando se utiliza um dispositivo de comunicação para suprir esta dificuldade, a qualidade de vida, bem como a autonomia e as relações sociais, são melhoradas. A partir da necessidade de aumentar as vias de comunicação durante um jogo de BP, propõe-se o uso de um sistema computacional não invasivo para estabelecer a comunicação, de acordo com as frases mais frequentes utilizadas pelos atletas de BP. Avaliar o uso de um sistema computacional denominado PGCA por atletas com dificuldades de comunicação, durante tarefas do jogo, foi o objetivo deste estudo. O estudo foi dividido em duas fases e contou com a participação de 27 atletas de BP. Na Fase 1, participaram 25 atletas, que responderam a um formulário on-line, com o objetivo de investigar a frequência de uso de 68 frases utilizadas por eles para se comunicar em um jogo. Na Fase 2, participaram cinco atletas, dentre os quais três também participaram da Fase 1. A Fase 2 foi executada de forma presencial e tratou-se da customização individualizada do sistema PGCA, a partir da utilização das frases, encontradas na Fase 1, em situações simuladas de jogo de BP. Os dados mostram que as frases mais frequentes para esta amostra de atletas de BP são as frases de saudação e despedida, utilizadas nos três grupos de diálogo (árbitros, colegas e adversários) e algumas frases de discussão relacionadas ao jogo. É importante destacar que todas as frases utilizadas neste trabalho (68), de alguma maneira já foram utilizadas pelos atletas investigados. Na Fase 2, o sistema PGCA foi customizado individualmente para cada atleta e gerou-se uma imagem para cada gesto escolhido por eles, considerando a velocidade deste gesto e o segmento corporal utilizado para a sua execução. Na etapa final da pesquisa, a eficácia obteve uma mediana de 22% no reconhecimento do gesto produzido pelos atletas e a eficiência em torno de 12,80s para que o sistema reconhecesse os gestos e pronunciasse a frase correspondente. O sistema PGCA foi concebido para as pessoas que possuem dificuldades na comunicação, tal como a amostra da Fase 2. De acordo com os resultados encontrados em termos de usabilidade, o sistema PGCA foi considerado um sistema promissor em auxiliar os atletas de BP. As evidências indicam que é possível facilitar a comunicação de atletas de BP durante um jogo, oferecendo uma maior quantidade de frases para serem ditas pelos atletas, além dos sinais e códigos já utilizados. Os resultados evidenciam que para atletas com maior comprometimento motor, é necessária uma diferenciação na metodologia, para que o sistema tenha um reconhecimento mais efetivo do gesto motor. A bocha paralímpica é uma modalidade esportiva importante e possibilitar a tais atletas melhorias na sua comunicação, significa possibilitar melhorias concretas na possibilidade do atleta vencer. Os resultados indicam que o sistema PGCA possui boa usabilidade para o contexto do estudo, desta forma, favorecendo a participação ativa com maior autonomia dos atletas e fornecendo também novas experiências de acessibilidade. Boccia (BO) is an important sport in the social life of its athletes who are people with severe physical disabilities in all four limbs. However, social interaction and communication are flawed in some people with cerebral palsy. In this sport, athletes with communication difficulties can produce a lower sporting performance during a game, because they are not able to convey their thoughts and needs clearly and objectively. When a communication device is used to overcome this difficulty, the quality of life, as well as autonomy and social relationships are improved. From the need to increase communication routes during a BO game, the use of a non-invasive computer system is proposed to establish communication, according to the most frequent phrases used by BO athletes. Evaluate the use of a computational system called PGCA by athletes with communication difficulties during game tasks, was the aim of this research. The study was divided into two phases and included the participation of 27 BO athletes. In Phase 1, 25 athletes participated, who responded to an online form, with the aim of investigating the frequency of use of 68 phrases used by them to communicate in a game. In Phase 2, five athletes participated, among which three also participated in Phase 1. Phase 2 was performed in person and dealt with the individual customization of the PGCA system, using the phrases found in Phase 1, in situations BO game simulations. Data show that the most frequent phrases for this sample of BO athletes are the greeting and farewell phrases, used in the three dialogue groups (referees, colleagues and opponents) and some discussion phrases related to the game. It is important to highlight that all the phrases used in this work (68), somehow, were already used by the investigated athletes. In Phase 2, the PGCA system was individually customized for each athlete and an image was generated for each gesture chosen by them, considering the speed of this gesture and the body segment used for its execution. In the final stage of the research, effectiveness had a median of 22% in the recognition of gestures produced by athletes and efficiency around 12.80s for the system to recognize gestures and pronounce the corresponding phrase. The PGCA system was designed for people who have communication difficulties, such as the sample from Phase 2. According to the results found in terms of usability, the PGCA system was considered a promising system to help BO athletes. Evidence indicates that it is possible to facilitate the communication of BO athletes during a game, offering a greater amount of phrases to be said by the athletes, in addition to the signs and codes already used. The results show that for athletes with greater motor impairment, a differentiation in the methodology is necessary, só that the system has a more effective recognition of the motor gesture. BO is an important sport and enabling such athletes to improve their communication means enabling concrete improvements in the athlete’s ability to win. The results indicate that the PGCA system has good usability for the study context, thus favoring the active participation with greater autonomy of the athletes and also providing new accessibility experiences.

The study of cortical processes is important to comprehend the neurological deficits and thus, allow the development of strategies to help on the treatment of such deficits. The mechanisms of integration and coordination of the activities of cortical regions may be studied with the analysis of phase synchronization between signals obtained from multiple cortical areas. Phase synchronization is a method for measuring the functional connectivity, which is, the temporal correlation for cortical areas, however is not capable of identifying the causal relations among the areas, defined as effective connectivity. In the national scenario, it still doesn t exist a profound knowledge on the techniques used to evaluate the functional cortical synchronization patterns, especially the ones based on surface electroencephalography. This work propose the development of a platform to evaluate the functional connectivity pattern, based on phase synchronization, for electroencephalographic signals. The tool was developed in MATLAB® and quantifies the phase synchronization index of electroencephalographic signals by means of the Hilbert Transform. The system was tested and its performance validated by means of synthetic sine waves and real EEG data. The results of the tests using synthetic data showed that the algorithm performs correctly, generating the expected values for signals highly synchronized and non-synchronized. A case study was performed, in which electroencephalographic data were collected from a volunteer during read-aloud tasks. The results showed significant synchronization between cortical regions responsible for reading and the production of speech. This tool has the potential to be used in applications in which it is desired to map the functional connectivity between cortical areas, such as, brain machine interfaces, neurofeedback and rehabilitation of neurological dysfunctions. O estudo de processos corticais é importante para a compreensão de déficits neurológicos, e assim, permite o desenvolvimento de estratégias para auxiliar no tratamento dessas doenças. Os mecanismos de integração e coordenação das atividades de diversas regiões corticais podem ser estudados por meio da análise da sincronização entre as fases dos sinais obtidos das múltiplas áreas do córtex. A sincronização de fase é um método que mede a conectividade funcional entre as regiões corticais, isto é, a correlação temporal entre essas áreas, entretanto, não é capaz de identificar a relação causal entre duas regiões, definida como conectividade efetiva. No cenário nacional, ainda existe carência, de conhecimento mais profundo das técnicas a serem empregadas para avaliação do padrão de sincronização cortical funcional, especialmente a partir de dados coletados por eletroencefalografia de superfície. Com isso, esse trabalho propõe o desenvolvimento de uma plataforma para avaliação do padrão de conectividade funcional, baseado em técnicas de análise de sincronização de fase, a partir de sinais eletroencefalográficos. A ferramenta foi desenvolvida em MATLAB e realiza o cálculo do índice de sincronização de fase dos sinais eletroencefalográficos pela Transformada de Hilbert. Na etapa de validação do estudo com sinais sintéticos, os resultados obtidos pela ferramenta desenvolvida foram conforme o esperado, conseguindo diferenciar a existência ou não de sincronização para diferenças entre fases conhecidas. Também foi realizado um estudo de caso com sinais eletroencefalográficos, em que o voluntário deveria fazer a leitura de palavras curtas em voz alta, em que foi obtido alto índice de sincronização entre as regiões corticais responsáveis pela fala, como esperado na tarefa proposta. Essa ferramenta tem potencialidade para ser utilizada em aplicações em que se deseja mapear a conectividade das regiões neurais, como por exemplo, para aplicações em ICM (Interface Cérebro-Máquina), neurofeedback e reabilitação de disfunções neurológicas. Mestre em Ciências

As próteses de mão projetadas para reproduzir movimentos de preensão naturais, descritas na literatura, são providas de atuadores angulares associados a elementos de transmissão como cabos, barras ou engrenagens. As configurações mecânicas comumente aplicadas nas próteses restringem a mobilidade dos dedos à condição de flexão ou extensão proporcionalmente distribuída entre os elos do mecanismo que correspondem às falanges, limitando a possibilidade de reprodução de movimentos independentes entre as falanges proximais e mediais e entre a região metacarpal e as falanges proximais. Esta pesquisa envolve o desenvolvimento de um modelo ideal em software de modelagem 3D de mão que possibilite avaliar a mobilidade independente entre as falanges servindo-se de pequenas molas ortodônticas de Nitinol como atuadores instalados em pares para cada articulação dos dedos. Para realização deste estudo, foi necessário determinar características dimensionais dos componentes mecânicos da prótese e de posicionamento das molas, simulando a variação de comprimento das molas sob variação de temperaturas por efeito Joule, bem como a capacidade de carga exercida em contração e relaxamento do membro biônico. Os resultados mostram que a movimentação individual das articulações é alcançada, mas a energia mecânica desenvolvida pelos atuadores testados nesta pesquisa é inferior a todos os dados observados nos relatos de aplicação de motores angulares. Hand prostheses that are described in the literature, designed to reproduce natural gripping movements, are provided with angular actuators associated to transmission elements such as cables, bars or gears. The mechanical configurations, commonly applied in prostheses, restrict the mobility of the fingers to the condition of flexion or extension proportionally distributed among the links of the mechanism that correspond to the phalanges, limiting the possibility of reproducing independent movements between the proximal and medial phalanges and between the metacarpal and the proximal phalanges. This research is about the development of an ideal hand model in 3D modeling software that enables the assessment of independent mobility among the phalanges using small Nitinol orthodontic springs as actuators, installed in pairs for each finger joint. To carry out this study, it was necessary to determinate dimensional characteristics of the mechanical components of the prosthesis and the positioning of the springs, simulating the variation in the length of the springs under temperature variation by the Joule effect, as well as the load capacity exerted during contraction and relaxation of the bionic limb. The results show that the individual movement of the joints is achieved, but the mechanical energy developed by the actuators tested in this research is inferior to all the data observed in the angular motors application reported.

A hipertensão arterial, conhecida como pressão alta, é uma condição em que a pressão arterial se mantém frequentemente acima de 140/90mmHg. Dados do Ministério da Saúde mostram que em 2017 o Brasil registrou 141.878 mortes devido à hipertensão ou a causas atribuíveis a ela. Este estudo tem por objetivo avaliar a confiabilidade das medições de pressão arterial e o desempenho do aplicativo de celular com relação aos resultados obtidos quando usado o equipamento de referência medidor automático de pulso, bem como mensurar através da aplicação de questionário de qualidade de vida, o grau de conhecimento da população sobre hipertensão arterial e da importância do acompanhamento contínuo da pressão para a prevenção de outras doenças graves. Esta pesquisa caracterizou-se como um estudo prospectivo transversal, observacional, comparativo quantitativo de caráter descritivo que foi realizado em três etapas. A aplicação de forma online de um questionário de qualidade de vida com relação à pré-disposição da hipertensão. A medição da pressão arterial para a comparação dos resultados obtidos e a elaboração e validação da cartilha da hipertensão. A cartilha foi avaliada de forma online por profissionais da área da saúde, comunidade em geral e profissionais da área de design. Os resultados obtidos por meio do questionário de qualidade de vida indicam que 31,2% da amostra acredita estar acima do peso, 45,1% utilizam alimentos processados ou industrializados e quase 80% da amostra afirmou ter histórico de pressão alta na família, sendo esses fatores, entre outros, considerados de risco para o desenvolvimento da hipertensão. Com relação à medição da pressão arterial, os resultados indicam que, tanto para a pressão arterial sistólica como para diastólica, não foi encontrada diferença significativa entre as duas formas de medição. Com relação à avaliação da cartilha, os participantes consideraram que a mesma apresenta conteúdo e aparência adequados para a promoção do conhecimento educativo e para a auto eficácia individual de prevenção da hipertensão arterial. High blood pressure, also known as high blood pressure, is a condition in which blood pressure is always above 140/90 mmHg. Data from the Ministry of Health show that in 2017, Brazil recorded 141,878 deaths due to hypertension or causes attributable to it. This study aims to evaluate the reliability of blood pressure rates and the performance of the cell phone application in relation to the results obtained when using the result of the automatic pulse meter, as well as to measure, through the application of a quality of life questionnaire, the degree of knowledge of the population about arterial hypertension and the importance of continuous monitoring of blood pressure for the prevention of other serious diseases. This research was characterized as a prospective cross-sectional, observational, qualitative-quantitative comparative descriptive study that was carried out in three stages. The online application of a quality of life questionnaire in relation to pre-disposition to hypertension. The combination of blood pressure for a comparison of the results obtained and the validation and validation of the hypertension guide. The hypertension booklet was evaluated online by health professionals, the general community and design professionals. The results obtained through the quality of life questionnaire indicate that 31.2% of the sample believes they are overweight, 45.1% use processed or industrialized foods and almost 80% of the sample claimed to have a history of high blood pressure in the family, these being, among others, factors that are considered risk factors for the development of hypertension. Regarding diastolic blood pressure, no difference was found between the two forms of determination. Regarding the evaluation of the booklet, the participants considered that it has content and adequacy to the promotion of educational knowledge and for an automatic individual effectiveness in the prevention of arterial hypertension.

UFU - Universidade Federal de Uberlândia O câncer de mama é a uma das principais causas de morte por câncer entre as mulheres e a mamografia é o exame mais sensível para a detecção precoce, podendo reduzir a mortalidade. Entretanto, a mamografia apresenta limitações especialmente em mamas densas ou espessas, em que a identificação de nódulos ou microclacificações pode ser obscurecida pelos tecidos mamários. Recentemente, a técnica de mamografia contrastada vêm apresentando grande potencial como técnica de imagem complementar à mamografia de rastreamento, para a identificação de alterações. Nessa técnica, utiliza-se um agente de contraste à base de iodo, por via intravenosa, permitindo que o agente de contraste administrado circule pelos vasos sanguíneos da mama, causando o realce de possíveis nódulos malignos. Na mamografia contrastada de dupla energia, são adquiridas imagens com feixes de radiação de baixa e alta energia, e as duas imagens são então subtraídas, fornecendo o realce do agente de contraste em relação ao tecido mamário. A qualidade da imagem mamográfica depende, dentre outros fatores, do desempenho do receptor de imagem quanto à relação à resolução espacial, e a função de transferência de modulação (MTF), que quantifica a redução no contraste no domínio das frequências espaciais, é considerada a função mais adequada para avaliar a resolução espacial do sistema de imagem. O objetivo deste trabalho é estudar os diferentes tipos de receptores (a-Se e CsI) com a finalidade de determinar como diferentes fatores de aquisição podem influenciar na qualidade da imagem. Esse estudo foi feito a partir da obtenção das curvas de MTF x , adquiridas por meio das simulações utilizando o código Monte Carlo PENELOPE. Foram analisados o desempenho de receptores de conversão direta (a-Se) e indireta (CsI), considerando os feixes de baixa e alta energia empregados em mamografia contrastada. Os resultados mostraram que para o a-Se, as curvas de MTF x apresentam melhora com o aumento do potencial do tubo, ao passo que para o CsI há uma redução na MTF x , especialmente para feixes com energias acima da borda de absorção da camada K do receptor. O aumento na espessura dos receptores provoca uma redução na MTF x , devido ao aumento da probabilidade de ocorrer interações múltiplas, e de reabsorção pelo próprio receptor da radiação característica produzida. Não foi observado resultado significativo de influência da atenuação do feixe pela mama nas curvas de MTF x . Para as curvas de MTF pré-amostragem, observou-se que os efeitos geométricos referentes às dimensões da superfície dos elementos detectores são a principal causa de limitação da resolução espacial da imagem, com menor influência das interações da radiação. Os resultados obtidos neste trabalho foram comparados com resultados experimentais da literatura, apresentando boa concordância, indicando a viabilidade do uso dos métodos computacionais para simulação do transporte da radiação no receptor para o estudo do desempenho do sistema de imagem em mamografia contrastada. Breast cancer is one of the main cause of cancer death among women, and mammography exams are the only imaging technique that has shown to reduce such mortality. However, mammography has limitations, especially in dense or thick breasts, in which the identification of nodules or microcalcifications may be obscured by breast tissue. Recently, the contrast-enhanced mammography technique has shown a great potential as a complementary imaging technique to identify alterations in screening mammography. In this technique, an iodine-based contrast agent is administred intravenously, allowing the administered contrast agent to circulate throughout the breast blood vessels, highlighting possible malignant nodules. In dual-energy contrast-enhanced mammography, images are acquired with low- and high-energy radiation beams, and the two images are then subtracted, providing an increase in the contrast agent in relation to the breast tissue. The quality of the mammography image depends, among other factors, on the performance of the image receptor with respect to spatial resolution and on the modulation transfer function (MTF), which quantifies the reduction in contrast at the spatial frequency domain, is considered the most appropriate function to evaluate the spatial resolution of the imaging system. The objective of this work is to study the different types of image receptors (a- Se and CsI) in order to evaluate how different acquisition factors can influence image quality. This study was done by obtaining the MTF x curves, acquired through simulations using the Monte Carlo code PENELOPE. The performance of direct conversion (a-Se) receivers and indirect conversion (CsI) receptors were analyzed considering low and high energy beams employed in contrast mammography. Results showed that, with the increase of the tube potential, the MTF x curves improve for a-Se, while for CsI there was a reduction in MTF x , especially for beams with energies above the absorption K-edge of the receptor. The increase of receptor thickness causes a reduction in MTF x , due to the increased probability of multiple interactions occurrence and of the reabsorption of produced characteristic radiation by the receptor. It was not observed significant results for the influence of beam attenuation by the breast on the MTF x curves. For the pre-sampling MTF curves, it was observed that geometric effects due to the dimensions of the surface of the detector elements are the main cause of limitation of the image’s spatial resolution, with less influence of the radiation interactions. The results obtained in the present study were compared with experimental data from the literature, showing good agreement, indicating the feasibility of using computational methods for simulating the radiation transport in the receptor for the study of the imaging systems performance in contrasted-enhanced mammography technique. Dissertação (Mestrado)

Cada vez mais a tecnologia vem transformando a medicina, e os hospitais incorporam novos equipamentos médico-assistenciais de forma rotineira. Esses avanços contribuem para a melhoria assistencial dos pacientes, no sentido de agregar maior eficiência e segurança nos diagnósticos e tratamentos. Contudo, esse movimento requer que os estabelecimentos de saúde contem com estrutura gerencial específica para lidar com o dinamismo do cenário. Neste contexto, a Engenharia Clínica oferece suporte no planejamento para as aquisições de novos equipamentos médico-assistenciais, incluindo aquelas que se destinam à substituição de tecnologias obsoletas. Especificamente para essa segunda tarefa, é requerida uma análise profunda de informações, indicadores e do contexto do equipamento dentro do hospital, para que as decisões sejam assertivas. Assim, o objetivo desta pesquisa foi desenvolver uma ferramenta multicritério de avaliação do nível de obsolescência dos equipamentos médico-assistenciais de um hospital universitário público, situado em Minas Gerais. Este trabalho se justifica pela possiblidade da ferramenta subsidiar os novos investimentos na área, minimizando equívocos no processo decisório, considerando, em especial, que o setor público de saúde se caracteriza por administrar recursos escassos. A metodologia que conduziu o trabalho se dividiu em duas partes. Na primeira foi realizada uma revisão integrativa da literatura para selecionar quais critérios seriam considerados na construção da ferramenta multicritério, sendo eles: idade do equipamento, custo de manutenção, suporte do fornecedor, taxa de falha e risco ao paciente. Em seguida, aplicou-se a ferramenta em todos os 2723 equipamentos de média e alta complexidade do hospital, obtendo-se assim o escore de obsolescência de cada um. Os principais resultados obtidos no trabalho foram a criação da ferramenta multicritério e a indicação dos escores de obsolescência de cada equipamento avaliado, sendo constatado que a Terapia Intensiva é o setor com maior número de equipamentos obsoletos e Diagnóstico e Terapia por Imagem o com maior percentual deles. Em relação ao tipo de equipamento, foi indicado que os oxímetros de pulso e os cardioversores são os mais obsoletos na instituição. Como produtos técnicos o trabalho apresenta a ferramenta multicritério desenvolvida; um relatório que indica os 100 equipamentos médico-assistenciais com maior nível de obsolescência entre os avaliados no Hospital universitário cenário do estudo; e um artigo científico de revisão integrativa da literatura. A ferramenta multicritério desenvolvida mostrou-se de fácil aplicação na instituição e poderá ser utilizada em processos decisórios de substituição de equipamentos no curto prazo, com importante contribuição na otimização do uso desses recursos.

Spasticity isamotordisorderthatmightbecausedbystroke,spinalcordinjury, multiplesclerosisandcerebralpalsy,forexample.Itischaracterizedbyanincreaseof velocity-dependenttonicstretchreflex,causedbythehiperexcitabilityofthestretchre- flex.Thecorrectassessmentofspasticityisessentialtoclinicalpractice,helpinginthe proposal ofrehabilitationtherapiesthatarebettersuitedandtrackingofthepatient s condition moreaccurately.Inthiscontext,anewmethodhasbeenfoundinthelitera- ture basedonthemeasurementoftheTonicStretchReflexThreshold(TSRT).Thisisa more interestingalternativethantheothers,consideringthatisarepresentationofthe excitabilityofspinalcircuitsratherthanameasurementofthespasticlimbresistance feltduringapassivestretch.Bystudyingtheproposedmethodology,somepointswere foundthatcouldchangetheTSRTvalue,influencingtheoutcomeoftheclinicalasses- sment. Thedetectionoftheonsetofmuscularactivityintheelectromyographicsignal (EMG) isoneofthem.Thus,theobjectiveofthisworkwastoaddresstheprecision of differentEMGonsetdetectionmethodsthathasbeenusedformeasuringtheTSRT and checkhowtheywouldinterferewiththespasticityassessmentwhenappliedto real experimentalsignals.TheresultspresentedsuggeststhattheTSRTisdirected influenced bytheEMGonsetdetectionmethod.Furthermore,theonesthataremore precise,arelikelytoproducebetterresultswithregressionlinesthataremorelinear and, consequently,validTSRTvalues. A espasticidadeéumadesordemmotoraquepodesurgiremdecorrênciadeum acidente vascularencefálico,traumasmedulares,esclerosemúltiplaeparalisiacere- bral,porexemplo.Elacaracteriza-sepeloaumento,velocidadedependente,dore- flexodeestiramentotônico,causadaporumahiperexcitabilidadedoreflexodeestira- mento.Avaliarcorretamenteograudeespasticidadeéessencialàpráticaclínica,pois ela permiteapropostadeprotocolosdereabilitaçãomaisinteressanteseummelhor acompanhamento daevoluçãodoquadroclínicodopaciente.Noentanto,aindanão existemétodoouinstrumentoidealparaestafinalidade.Nestesentido,naliteratura foiencontradaumanovapropostaquebaseia-senamedidadoLimiardoReflexode EstiramentoTônico(LRET).Elaseriaumaalternativamaisinteressanteemrelaçãoàs convencionais,poisseriaumarepresentaçãodaexcitabilidadedoscircuitosespinhais e nãoapenasaresistênciasentidapeloestiramentodomembroespástico.Estudando a metodologiapropostaparaefetuarestamedida,percebeu-sequeexistemalguns pontos quepodemalterarosvaloresdeLRETobtidos,influenciandodiretamenteno resultado daavaliação.Entreelesestáométodoempregadoparaadetecçãodoiní- cio daatividademuscularpelosinaleletromiográfico(EMG).Nestesentido,oobjetivo deste trabalhofoiavaliardeformaquantitativaaprecisãodastécnicasjáutilizadasna medida doLRET,emsinaisEMGsimuladoseverificar,comsinaisexperimentaisre- ais,comoficariaaavaliaçãodaespasticidadefeitaporcadaumadelas.Osresultados obtidos demonstraramqueaescolhadométodoaserutilizadonestaetapapossui efeitodiretonovalordoLRETeque,quantomaiorforaprecisão,atendênciaéque retas deregressãomaislinearesserãoobtidas,traduzindoemvaloresválidosparao LRET. Mestre em Ciências

O câncer de pulmão é o mais comum de todos os tumores malignos, com 1,59 milhões de novos casos em todo o mundo no ano de 2012. A detecção precoce é o principal fator que determina a sobrevivência de pacientes acometidos por essa doença. Ainda, o estadiamento é importante para definir o método terapêutico mais adequado, bem como sugerir o prognóstico e a evolução clínica da doença. Dentre os exames utilizados para detecção de câncer pulmonar, a tomografia computadorizada têm sido o exame mais indicado. Porém, imagens de tomografia computadorizada são naturalmente complexas e médicos mesmo que experientes são sujeitos a falhas de detecção ou de classificação. No sentido de ajudar o processo de detecção de neoplasias, sistemas de auxílio ao diagnostico vem sendo desenvolvidos, o que pode ajudar a diminuir a quantidade de falsos positivos em biópsias. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de classificação automática de nódulos pulmonares em imagens de tomografia computadorizada utilizando Redes Neurais Artificias. Para isso, foram extraídos atributos morfológicos, de textura e de intensidade, de nódulos pulmonares que foram recortados de imagens tomográficas utilizando regiões de interesse elípticas e, posteriormente, segmentados pelo método de Otsu. Esses atributos foram selecionados por meio de testes estatísticos de comparação populacional (teste T de Student e teste U de Mann-Whitney) de onde originou um ranking. Os atributos, após a seleção, foram inseridos em redes neurais artificiais do tipo Backpropagation para compor dois tipos de classificação; uma para classificar se os nódulos são malignos ou benignos (rede 1); e outra para classificar dois tipos de lesões malignas (rede 2), formando, assim, um classificador em cascata. As melhores redes foram associadas e sua eficácia foi medida por meio da área sob a curva ROC, onde a rede 1 e a rede 2 obtiveram desempenho igual a 0,901 e 0,892 respectivamente. Lung cancer is the most common of malignant tumors, with 1.59 million new cases worldwide in 2012. Early detection is the main factor to determine the survival of patients affected by this disease. Furthermore, the correct classification is important to define the most appropriate therapeutic approach as well as suggest the prognosis and the clinical disease evolution. Among the exams used to detect lung cancer, computed tomography have been the most indicated. However, CT images are naturally complex and even experts medical are subject to fault detection or classification. In order to assist the detection of malignant tumors, computer-aided diagnosis systems have been developed to aid reduce the amount of false positives biopsies. In this work it was developed an automatic classification system of pulmonary nodules on CT images by using Artificial Neural Networks. Morphological, texture and intensity attributes were extracted from lung nodules cut tomographic images using elliptical regions of interest that they were subsequently segmented by Otsu method. These features were selected through statistical tests that compare populations (T test of Student and U test of Mann-Whitney); from which it originated a ranking. The features after selected, were inserted in Artificial Neural Networks (backpropagation) to compose two types of classification; one to classify nodules in malignant and benign (network 1); and another to classify two types of malignancies (network 2); featuring a cascade classifier. The best networks were associated and its performance was measured by the area under the ROC curve, where the network 1 and network 2 achieved performance equal to 0.901 and 0.892 respectively. Dissertação (Mestrado)

Orientador: Jose Wilson Magalhães Bassani Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O Centro de Engenharia Biomédica (CEB) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) gerencia as atividades de manutenção (corretivas e preventivas) de um parque de cerca de 10.000 equipamentos médicos da área de saúde da Universidade, que inclui dois hospitais, dois centros médicos e uma escola de medicina. Para controlar estes serviços, o setor de Engenharia Clínica do CEB possui um sistema de gerenciamento baseado em uma máquina de estados, no qual todas as ordens de serviço (OS) são caracterizadas por trajetórias compostas pelos estados pelos quais cada OS passa durante a sua execução. Os estados são microprocessos ativados para solução de tarefas específicas. Cada mudança entre microprocessos é denominada, neste sistema, transicão. A nossa hipótese de trabalho foi que seria possível implementar no CEB um método de cálculo do custo das OS utilizando a técnica de custeio por atividade (Activity Based Costing, ABC). Para testar esta hipótese, tomamos as atividades (unidades fundamentais para a composição do custo ABC) equivalentes às transicões. Com esta abordagem fomos capazes de extrair o custo ABC das ordens de serviço, calcular o custo dos serviços prestados, exercitar o conceito de lucratividade (simulando valores de venda para cada OS com base no mercado), explicitar os custos das atividades dos indivíduos dentro dos diversos setores do CEB e estudar o impacto sobre o serviço (conjunto de atividades) de um determinado excedente "planejado", mediante o oferecimento de serviços para o mercado. Tendo em vista a possibilidade de calcular lucros para cada tipo de OS, pudemos estudar a aplicação de um processo de decisão, usando a técnica processo de hierarquia analítica (Ana/ytic Hierarchy Process, AHP) para decidir sobre a escolha da manutenção feita por terceiros ou feita pela equipe da casa. Os exercícios de cálculo de custos em diferentes condições ilustram a possibilidade de uso do ABC para gerenciamento baseado em atividade (Activity Based Management, ABM) e resultaram valores compatíveis com a realidade do sistema público universitário de saúde (e.g. custo das OS, custo do trabalho e atividades no CEB). Concluímos que a estratégia adotada de equivalência entre atividades e transições viabiliza e facilita a implementação do sistema ABC (o que confirma a nossa hipótese) e que, tendo em vista os preços praticados no mercado, um excedente da venda de serviço pode ser gerado, mesmo em um sistema público de saúde como o da UNICAMP, no qual os custos, essencialmente fixos (e.g. pessoal, depreciação, custos gerais), não podem ser reduzidos de modo trivial Abstract: The Center for Biomedical Engineering (CEB) at 8tate University of Campinas (UNICAMP) manages the maintenance activities (corrective and preventive) of about 10,000 medical devices for the health care area of the university, which is comprised by two hospitais, two medical centers and a medicine school. In order to control these maintenance activities, the Clinical Engineering department makes use of a state machine-based management system in which the service orders (80) are characterized by trajectories (sequence of states) constructed while the 80 is processed. The states are microprocesses, which are activated to solve specific tasks. Each transition between two microprocesses (the state transition) is named, in short, a transition. We worked under the hypothesis that it would be feasible to implement at CEB a method for 80 costing based on the Activity-Based Costing (ABC) technique. To test our hypothesis, we made activity, fundamental token for ABC, equivalent to transition. With this approach, we were able to extract the ABC cost of each 80, to estimate cost for a specific service proposal, to exercise the concept of profitability by simulating selling costs for each 80 based in the current market, to explicit activity costs for individual jobs in CEB, and to study the impact of offering external services upon the total amount of activities of a certain "planned profit". By the analysis of 80 involving third party services, we studied the possibility of using the Analytic Hierarchy Process (AHP) technique to choose between third party or in-house services. The different conditions of ABC application in the present work iIIustrated the possibility of using ABC for Activity-Based Management (ABM), with results compatible with the expected figures for a public university health system (which validated our hypothesis). We conclude that our strategy of equivalence between activity and transition made the ABC feasible and relatively simple. We also found that according to the current market prices it is possible to envisage profit even in a health system such as in UNICAMP, in which costs are essentially fixed (e.g. staff, depreciation, general costs) Doutorado Engenharia Biomédica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Wang Binseng Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: O diagnóstico clinico no campo neurológico tem-se baseado quase sempre na historia, no exame físico, na visualização de estruturas anatômica com emprego de equipamentos de custo muito elevado, e na descrição do distúrbio neurológico pelo próprio paciente. Potenciais evocados são potenciais elétrico registráveis perto de grupos de células nervosas após a aplicação de um estímulo externo apropriado a cada sistema sensorial. Estes potenciais, registrado de maneira não-invasiva, permitiram o avanço nos estudos e testes das funções sensoriais, bem como a criação de procedimentos clinicamente aplicáveis para diagnóstico de distúrbios neurosensoriais. Os potenciais evocados possuem pequena amplitude (variam de dê cimos de microvolts a dezenas de microvolts) e, portanto, são freqüentemente me carados pela presença de outros potenciais (neurais e não-neurais) de maior amplitude. Por ter relação sinal/ruído muito baixa, é necessária a utilização d instrumentos onde são implementadas técnicas de processamento de sinais para s extrair o sinal do ruído. Neste trabalho, apresenta-se o projeto e a construção de um equipamento (promediador) baseado num microprocessador de 8 bits, tendo sido implementado o método do cálculo da média síncrona, ou promediação. O promediado consiste de: um microprocessador 8085A; 2k "bytes" de memória EPROM onde estão armazenados os programas residentes; 3k "bytes" de memória RAM (memória de da dos da soma ou da média); 3 interfaces de comunicação paralela (8255); um sistema de conversão A/D, com circuito gerador de freqüências de amostragem, amplificador e filtro; e um sistema de conversão D/A com interface de saída e circuito de controle do sistema. A cada estimulo aplicado, são adquiridos e processados 512 pontos da resposta a este estímulo. O número de estímulos aplicados é mostrado nu "display" de 5 dígitos e o resultado do segmento médio ou da soma intermediaria e mostrado num osciloscópio. 0 usuário pode solicitar: a) zerar memória; b) iniciar processamento; c) parar processamento; e d) calcular média. onde ainda se lecionar: a) ganho do amplificador; b) freqüência de corte do filtro; c) freqüência de amostragem; d) número de estímulos; e) escalamento do sinal de saí da; e f) atraso do sinal de sincronismo vindo do estimulador. Além dos testes de bancada, com sinais artificiais, o protótipo foi testado com animais e com voluntários, sendo obtidos potenciais evocados aditivos de tronco cerebral e de córtex não-específico. Os resultados obtidos são praticamente análogos aos obtidos com um equipamento importado, demonstrando que foram atingidos os objetivos propostos. Abstract: Clinical diagnosis in neurology have been based almost always on medical history, physical examination, imaging of anatomical structures through expensive equipments, and description of neurological deficiencies by the patient himself. Evoked potentials are electric potentials which can be recorded from nerve cells after the application of external stimulus, appropriate to each sensory system. These potentials, obtained noninvasively, brought progress in studies and testing of sensory functions, as well as the invention of clinical procedures applicable to the diagnosis of neurosensory disorders. Evoked potentials have small amplitudes (from fraction of microvolts to tens of microvolts), thus are often masked by other potentials (neural and nonneural) of greater amplitude. Being small the signal-to-noise ratio, it is necessary to use specialized instrumentation to extract the former from the latter. In this thesis is presented the design and the construction o a equipment (averager) based on an 8-bit microprocessor, on which the method of synchronous averaging was implemented. The averager is composed of: an 808 microprocessor, 2k bytes of EPROM (where is located the system software), 3k bytes of RAM (for data), 3 parallel communication interface (8255), a 10-bit A converter system, a circuitry for generating sampling frequencies, amplifiers and filters, a D/A converter with output interface, and a control circuit. After application of each stimulus, 512 points of response an acquired and processed. The number of stimuli applied is presented on a 5-dig display, and the result of averaging, or the intermediate summation, is presented on an oscilloscope. The user can: a) zero the contents of the memory; b) initiate the processing; c) stop the processing, and d) compute the average. Furthermore, he can also select: a) the gain of the amplifier; b) the cut-off frequency of the filters; c) the sampling frequencies; d) the number of stimuli to be processed; e) the output gain; and f) the delay to be applied after the arrival of the synchronizing signal. Besides bench tests with artificial signals, the prototype we tested with animals and volunteers, with the recording of auditory evoked potentials from the brainstem and nonspecific cortex. The results obtained are very similar to those obtained with an imported equipment, thus proving that the goals proposed were met. Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Saide Jorge Calil Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: No Brasil, existe uma parcela significativa de equipamentos médico-hospitalares inoperantes devido à condução inadequada, feita por pessoas despreparadas, do processo de aquisição desses equipamentos. Visando uma futura solução para esse problema, nesta tese foi desenvolvido um estudo para mostrar a possibilidade de representar (através da utilização de redes neurais artificiais) o processo cognitivo utilizado por engenheiros clínicos experientes durante a fase de ponderação dos critérios para julgamento de propostas de fornecimento de equipamentos médicos. Para isso, as respostas fornecidas, a uma pesquisa com engenheiros clínicos de várias regiões do país, foram usadas para construir exemplos para treinamento de diversas arquiteturas de redes neurais. Os melhores resultados (maior correlação com as respostas originais e menor erro quadrático de teste) foram obtidos para a composição (ensemble) de 100 redes neurais de duas camadas escondidas treinadas com o algoritmo back-propagation. Isso mostrou a viabilidade de representar o conhecimento dos especialistas na forma de um modelo conexionista não-linear, cujas saídas fornecem a importância de diversos fatores (clínico, financeiro, qualidade, segurança e técnico) envolvidos no processo de julgamento de propostas para aquisição de um equipamento médico Abstract: Most recently, in Brazil, there are evidences of a great number of useless medical equipment, due to the absence of experienced professionals to conduct an effective purchasing plan by the healthcare institutions. In order to search a future solution to this problem it was developed a study to verify the liability of representing (trought artificial neural networks) the cognitive process used by clinical engineering experts, during the evaluation phase of purchasing proposals for medical equipment. An inquiry (using electronic mail) to clinical engineers from several brazilian regions was conducted, using an electronic chart that contained a list of parameters commonly used for this evaluation phase. Data from the filled charts were used to train, and to test, diverse types of artificial neural networks. The best results (major correlation and minor quadratic errors with respect to the original entries) were encountered for an ensemble of 100 two-hidden-layers perceptrons trained with the backpropagation algorithm. It was then showed that the knowlegde of clinical engineers (for the evaluation process of purchasing proposals) can be represented by a non-linear connectionist model, whose entries would be the phisical risk, cost and strategic importance of the medical equipment. The model's outputs are the importance given by clinical engineers for five factors (clinical, financial, quality, safety and technical) for the evaluation of a medical equipment Doutorado Engenharia Biomédica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Jose Wilson Magalhães Bassani, Eduardo Tavares Costa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: A monitoração contínua do eletrocardiograma (RCG) é largamente utilizada na avaliação clínica da atividade elétrica do coração de indivíduos sadios ou pacientes cardíacos em suas atividades diárias, sendo útil no diagnóstico de arritmias cardíacas, no acompanhamento de sintomas, tais como palpitações e sincopes, nos tratamentos com drogas, ou com implantes de marcapassos artificiais. No Brasil, os altos custos referentes à monitoração contínua de pacientes, com a utilização do Sistema Holter, limitam a avaliação de suspeitas de arritmias cardíacas a uma pequena parcela da população. Neste presente trabalho, apresenta-se um sistema portátil de baixo custo para quantificação de arritmias cardíacas por períodos prolongados (aproximadamente 15 horas). O instrumento é baseado no microcontrolador 80C31 (Intel) com 8 Kbytes de memória EPROM e implementação adicional de 2 Kbytes de memória RAM. O amplificador de instrumentação INA102 (produzido pela BurrBrown) foi utilizado para amplificação do RCG. Um grupo de arritmias (extra-sístole ventricular, extra-sístole ventricular interpolada, extra-sístole atrial, bradicardia e taquicardia) são detectadas através da análise de ritmo do ECG (intervalos RR), codificadas e armazenadas em memória para posterior quantificação. O instrumento pode ser conectado a um computador para transferência de dados, ou a uma impressora paralela para geração de relatório final. Foram realizados testes em bancada e com pacientes. Os resultados demonstraram que o instrumento desenvolvido pode ser utilizado como ferramenta de auxílio ao diagnóstico cardíaco e pode ser colocado à disposição de uma parcela maior da população brasileira Abstract: Continuous monitoring of the eletrocardiogram (RCG) has been widely used in the clinical evaluation of the electrical activity of the heart muscle of individuals with or without organic heart disease in their daily activities. This is useful in the diagnosia of arrhythmias and symptoms like palpitations and syncope, and in the follow up of patients under treatment with antiarrhythmic druga, or even patients with an implanted pacemaker. The high costs related to the continuous monitoring of patients, using Holter System, limit its use to a small percentage of individuals in Brazil. In this work, a low-cost portable microprocessor-based instrument designed for long-term (about 15 houra) cardiac arrhythmia detection and atoring ia described. The instrument is based on the INTRL 80C31 microcontroller with 8 Kbytes EPROM and additional 2 Kbytes RAM. Burr-Brown INA102 amplifier was used for RCG amplification. A group of arrhythmias are detected. codified and stored. The instrument may be connected to a computer for data transfer, or to a Parallel printer for printing a final report. Tests were performed in laboratory and with patients. Results have shown that the developed instrument can be used as an auxilliary tool in the diagnosia of cardiac arrhythmias, being able to be used by a greater portion of the Brazilian population Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Wang Binseng Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: Quando o sistema sensorial é estimulado adequadamente. pode-se detectar respostas em lugares diferentes do corpo, cada qual com forma e características próprias (amplitude, forma de onda. latência, etc.). Estas respostas são conhecidas como "potenciais neurais evocados¿, ou simplesmente potenciais evocados, e são classificados em somatosensoriais, visuais e auditivos. O potencial evocado registrado é contaminado por vários tipos de "ruídos" provenientes da atividade elétrica cerebral não relacionados com o estímulo e da atividade elétrica não cerebral. Além de ruídos eletromagnéticos originados fora do corpo do paciente. Por esta razão, há necessidade de se realçar o potencial evocado frente a outros sinais e o método mais utilizado é o do cálculo da média síncrona ou, simplesmente, promediação. Foi desenvolvido e testado um equipamento para obtenção do potencial evocado pela técnica de promediação com base num microprocessador compatível a PC-AT e uma placa de conversão A/D. Os dados adquiridos pelo conversor A/D são testados (se o filtro de artefatos estiver instalado) e, se aceitos, são somados, ponto a ponto , numa região da memória, sendo as somas intermediárias apresentadas em intervalos programáveis pelo operador, após um ajuste dos dados. Quando o resultado final é apresentado na tela de vídeo, dois cursores permitem fazer leituras de diferença de tempo e amplitude que são apresentados na tela de vídeo, podendo o operador salvar em disco ou copiar a tela em impressora gráfica Abstract: When the sensory system is adequately stimulated, is is possible to detect response on different sites of the body, each with their own form and characteristic (amplitude, waveform, latency, etc.) These responses are know as ¿neural evoked potentials¿ or simply evoked potentials, and they are classified in somatosensory, visual and auditory. The evoked potential is contaminated by several kinds of ¿noise¿ proceeding from the electrical activity of the brain not associated with the stimulus, and from the non-cerebral electrical activity, beyond electromagnetic noises proceeding from patient body outside. Because this reason, there is the necessity to enhance the evoked potential among other signals and the used method is the calculation of synchronous averaging. An equipament to acquire and process evoked potentials by synchronous averaging technique has been developed and tested based on a PC-AT compatible microprocessor and an A/D converter. The data acquires by the A/D converter are tested (if the artefact rejection option is installed) and, if accepted, they are summed, point by point, in a reserved memory region. The intermediate sums can be shown in programable intervals, after scale adjust. When the final results are show on the screen, it is possible to read the time and amplitude differences between two cursors, save in disk or copy the screen to a graphic printer Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Adelia Collier Farias Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: Neste trabalho é apresentado um simulador de ECG que gera o eletrocardiograma normal e 17 arritmias cardíacas, na derivação II. As arritmias incluem as principais extra-sístoles ventriculares. Este simulador propicia a manutenção adequada de monitores cardíacos e eletrocardiógrafos de todo tipo, inclusive dos monitores que detectam automaticamente diversas arritmias. As arritmias simuladas e a possibilidade de seqüenciá-Ias de muitos modos diferentes fazem deste instrumento uma ferramenta valorosa para o ensino do reconhecimento de arritmias, bem como para o desenvolvimento de circuitos e programas para aquisição e processamento de ECG. Tendo em vista que no mercado nacional não há simulador de ECG, e que o custo do protótipo é significativamente inferior ao de um similar estrangeiro, acredita-se na viabilidade de sua produção em escala industrial Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas Resumo: O presente trabalho é o resultado de um esforço conjunto, da universidade UNICAMP, Departamento de Engenharia Mecânica - FEC , Instituto "Dante Pazzanese" de Cardiologia e a empresa Macchi Engenharia Biomédica Ltda., com o objetivo de projetar, construir, testar e avaliar, para posterior industrialização, um sistema de hemodiálise. Tal sistema é composto de uma maquina hemodialisadora e de dialisadores descartáveis de fibra oca capilar. É efetuada uma descrição do processo terapêutico da Hemodiálise, como suporte de vida aos pacientes renais crônicos. Descreve-se os critérios de projeto e construção da máquina hemodialisadora protótipo, e o critério de projeto e construção de uma série de dialisadores descartáveis de fibra oca capilar, cujo sistema compõe um "rim artificial". A partir de uma série de testes e avaliações "in vitro", "in vivo" animal e avaliações humanas, efetuados com a colaboração de multiprofissionais, foram analisados os problemas práticos de funcionamento da máquina e a eficiência dos dialisadores protótipos, apresentando-se soluções para melhorar a eficiência do sistema de hemodiálise proposto. É feito também, alguns testes comparativos do dialisador capilar desenvolvido, com alguns existentes comercialmente no mercado. Atualmente, este sistema de hemodiálise está sendo utilizado em vários hospitais, em programa com pacientes renais crônicos, com resultados clínicos satisfatórios, demonstrando que o trabalho alcançou seus objetivos. Abstract: The present work is the result of the cooperation between UNICAMP, Mechanical Engineering Department - FEC, Institute "Dante Pazzanese" of Cardiology and Macchi Engenharia Biomédica Ltda., with the purpose of design, construct, test and future industrialization of an hemodialyzer system, wich is composed by an hemodialyzer machine and disposable hollow capilars fibers dialyzer units. The therapeutical hemodialysis process is described wich will be considered as a life support for chronic renals patients. The theorical basis of design and construction of the hemodialyzer machine are discussed, as well as disposable hollow capilars fibers; wich are the fundamentals parts of the artificial kidney. A series of tests "in vitro" and "in vivo" in animal, and posterior evaluation in human being was performed with interdisciplinar colaboration. Pratical problems of the performance of the machine and the efficiency of the dialyzers prototypes were analyzed, searching solutions to improve the performance of the prototype of the hemodialyzer system. A comparative test with some of commercial dialyzers was run. Now this hemodialyzer system is in use in differents hospitals in the treatment of chronical renals patients with satisfied clinical results. That is a confirmation that our goal are achieved. Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Eliana Aparecida de Resende Duek Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Mestrado Materiais e Processos de Fabricação Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Sergio Santos Muhlen Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: Com a finalidade de servir de apoio didático às disciplinas relacionadas com Transdução e Medidas de Grandezas Biomédicas, oferecidas regularmente aos alunos de graduação, pós-graduação e extensão, pelo Departamento de Engenharia Biomédica (DEB) da Faculdade de Engenharia Elétrica da UNICAMP, foi desenvolvidoum SISTEMA MODULAR PARA TRANSDUÇÃO E MEDIDASDE RANDEZASBIOMÉDICAS. Este equipamento é composto por: . Módulos de registro e apresentação de dados - Voltímetro Digital de 3 1/2 dígitos e Detector de Pulsos. . Módulos Fonte - Fontes estabilizadas de corrente contínua de :t I5V / 3A e :t 5V / IA, fonte de corrente constante e fonte de tensão variável para transdutores em ponte. . Módulos de Processamento de Sinal - Pré Amplificadores AC e DC, Amplificadores de Áudio e de Potência, Filtros Passa Baixas e Rejeita Faixas. . Módulos de Transdução - Transdutores de pressão, biopotenciais, temperatura, sons e fluxo. o usuário tem então condições de sintetizar diversos equipamentos biomédicos, de uso freqüente na prática clínica,com vantagens pedagógicas e econômicas Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Wang Binseng Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: O potencial evocado visual (PEV) é uma resposta elétrica provocada por estimulação visual da retina e registrada no escalpo sobre a região occipital do córtex. Como índice objetivo da experiência visual. é utilizado clinicamente para avaliar a função visual. requerendo pouca cooperação do paciente e auxiliando no prognóstico e diagn6stico de distúrbios visuais. Dois tipos gerais de estímulos visuaIs são usados para provocar PEV: estímulos não-padronizados do tipo nflashesn de luz e estímulos padronizados. i.e.. padrões 6pticos ricos em bordas de contraste. tais como xadrez e barras. Os estímulos padronizados podem ser apresentados alternadamente com quadros pretos (luminância variável) ou reversivamente. i.e.. com os elementos pretos e brancos alternando de cor (luminância constante). Um estimulador programável com padrões ópticos foi construído com um microprocessador de 8 bits (8085). decodificadores. buffers, RAM (2114). EPROM (2716), controlador de vídeo (8275) e uma interface paralela (8255) para comunicação com o usuário através do painel de controle. Os padrões ópticos gerados são apresentados na tela de um televisor comum em preto-e-branco modificado. Nas chaves do painel de controle. selecionam-se as características de estimulação: - tipo de estímulo: xadrex, barras horizontais e verticais; - número de elementos: xadrez - lxl. 2x2. 4x4, 8x8. 16x16. 30x30. 40x40 e 80x80; modo de estimulação: alternado ou reversivo; - frequência de estimulação: 0.5. 1.0 1.5. 2.0. 3.0, 3.75. 5.0. 6.0. 7.5 e 15 estímulos/s; e - campo visual: completo. Às medidas de bancada e os resultados dos testes experimentais demonstraram o bom desempenho do prot6tipo em provocar PEV. Posteriormente, o prot6tipo será testado e utilizado no Hospital de Clínicas da UNICAMP, em conhunto com o Sistema Inteorado para Potencial Evocado em desenvolvimento Abstract: Visual evoked potential (VEP) is a cortical response elicited by optical stimulation of the retina recorded on the scalp in the occipital region. It- can.be( used as an objective index of visual experience in studies of human visual system, requirino little patient cooperation and without involvement of subjective judgement. Two kinds of stimuli have been used to elicit VEP: non-patterned stimuli, i.e.. ligth flashes and patterned stimuli. l.e.. optical patterns such as checkerboards or vertical bars. Patterned stimuli can be presented either alternating patterns with black frames (non-constant luminance) or reversing black elements to white and vlce-versa (constant luminance). A programmable optical-pattern stimulator for VEP was built with an 8-bit microprocessor (8085) . decoders, RAM (2114) . EPROM (2716). a video controller (8275), and a parallel interface (8255). The patterned stimuli generated are presented to patient on the screen of a 16-inch black-and-white TV set. Five switches on the front panel are available for selection of the stimulation parameters: - patterns: checkerboard. horizontal bars, and vertical bars; - number of elements: checkerboard - lx1, 2x2, 4x4, 8x8. 16x16, 30x30. 40x40 and 80x80; bars - 1, 2, 4, 8, 16, 30, 40 and 80; - stimulation mode: alternating or rever sal; - stimulation rate: 0.5, 1.0. 1.5. 2.0, 3.0 3.75, 5.0, 6.0, 7.5 and 15 stimuli/s; and - visual field: full. The bench tests and the experimental results have confirmed the Qood performance of the prototype. Further work will be done towards clinical assesment of the optical stimulator in conjunction with the inteQrated system for evoked potential (currently, beinQ developed) at the University Hospital of Campinas Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sérgio Santos Mühlen Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A área médica tem sido muito beneficiada com o uso de tecnologias eletrônicas, seja para monitoração, diagnóstico ou terapia dos pacientes. O avanço contínuo destas tecnologias inclui a observância de requisitos normativos e regulatórios (principalmente nos aspectos de segurança e desempenho essencial) de Equipamentos Eletromédicos (EEM). Fatores como o aumento do número de Estabelecimentos Assistenciais de Saúde (EAS) nos grandes centros, muitas vezes localizados próximos a estações de radiocomunicação, a implantação de sistemas de comunicação sem fio no interior dos EAS como parte da infraestrutura, a diversidade de gerações tecnológicas dos EEM, podem gerar uma condição de baixa Compatibilidade Eletromagnética (CEM) para os EEM. Esta condição pode afetar o desempenho dos EEM e consequentemente gerar um risco funcional, causando danos aos pacientes, comprometendo os usuários, a qualidade do serviço médico, a credibilidade do EAS ou mesmo dos fabricantes dos EEM. A partir desse contexto, ganha destaque o papel da Engenharia Clínica em gerenciar as tecnologias e, sobretudo o seus riscos. O conhecimento do contexto normativo da certificação e avaliação da imunidade eletromagnética de EEM, e as suas implicações no ciclo de vida dos produtos, a execução de atividades de análise, avaliação e controle tanto da imunidade dos EEM quanto das perturbações eletromagnéticas nos ambientes críticos dos EAS, viabiliza a utilização segura de EEM de diferentes tipos e gerações em conjunto com sistemas de comunicação sem fio localizados dentro e fora dos EAS¿s. Este trabalho tem como proposta apresentar um método de bases práticas para a manutenção do nível de compatibilidade eletromagnética pela engenharia clínica no gerenciamento de risco de tecnologias para o controle de Interferência Eletromagnética (EMI) na incorporação e manutenção de equipamentos e sistemas de comunicação sem fio. O método proposto apresenta as atividades a serem realizadas para controle das perturbações eletromagnéticas no ambiente de uso e atividades relacionadas a aquisição e manutenção dos EEM. As implementações propostas são demonstradas através de análise de documentos, inclusive normativos, avaliação de manual de equipamento, estimativas e cálculos teóricos, e a realização de medições em EEM e ambientes de uso. Por fim são propostas alternativas para adoção da metodologia considerando as limitações do trabalho, diversidade de ambientes e variedades de EEM. A aplicação dessa metodologia em outros cenários irão contribuir para a geração de informações para engenharia clínica em relação a gestão eletromagnética dos EAS¿s Abstract: Medical healthcare has been greatly benefited by the use of electronic technologies, whether for monitoring, diagnosis or therapy of patients. The continuous advancement of these technologies includes compliance with standards and regulatory requirements (mainly in the safety aspects and essential performance) of Medical Electrical Equipment (MEE) and Medical Electrical Systems (MES). Factors such as the increase in the number of Healthcare Establishments (HE) in large centers, often located near radio communication stations, the deployment of wireless communication systems within the HE as part of the infrastructure, the diversity of MME, can generate a condition of low electromagnetic compatibility. This condition can compromise the performance of the MME and consequently generate a functional risk, affecting users and patients, jeopardizing the quality of the medical service, the credibility of the HE or even the MME manufacturer. In this scenario, the role of clinical engineering in managing technologies and, above all, their risks, is highlighted. Knowledge of the normative context of the certification and evaluation of electromagnetic immunity of MME and their implications in the equipment life cycle, the performance of analysis, evaluation and control activities of MME immunity and electromagnetic disturbances in critical environments of HE, enables the safe use of MME of different types and generations in conjunction with wireless communication systems located inside and outside the HE. This study proposes to be a practical method of bases for the maintenance of the level of electromagnetic compatibility by clinical engineering in the risk management of technologies for the control of Electromagnetic Interference (EMI) in the incorporation and maintenance of wireless communication equipment and systems. The proposed implementation are showed based on documents analyses, including standards, user manual evaluation, estimation and theory calculus and measurement performance on equipment and use environment. Finally are proposing alternatives for application of methodology considering the limitation of this study, environment diversity and MME variety. The methodology application in other scenarios will to contribute in information database for Clinical Engineering regarding the Electromagnetic Management of HE Mestrado Engenharia Biomédica Mestre em Engenharia Elétrica