Resumo Objetivo: Descrever e analisar parâmetros e efeitos da estimulação elétrica de superfície na função muscular respiratória de pessoas com lesão medular, sobretudo durante a tosse. Métodos: Foi realizada uma revisão sistemática da literatura, com base no Preferred Reporting items for Systematic Reviews and Meta-Analyses. A busca foi realizada nas bases de dados PubMed, PEDro e LILACS, por meio dos seguintes descritores: “estimulação elétrica funcional”, “eletroestimulação, estimulação elétrica”, “tosse”, “higiene brônquica”, “quadriplegia”, “lesão medular espinhal”, “tetraplegia” e “sujeito com tetraplegia” - em espanhol, inglês e português, sem restrição quanto ao ano de publicação. Foram incluídos artigos com amostra de indivíduos com lesão medular assistidos por estimulação elétrica com desfecho relacionado ao sistema respiratório, e foram excluídos artigos com ensaios invasivos de estímulo a tosse. Resultados: Os 12 artigos incluídos revelam heterogeneidade nos protocolos de eletroestimulação da função expiratória, que podem incluir frequências de 30 a 50 Hz, com pulsos de 25 a 400 μs, aplicada por até oito eletrodos distribuídos pelos músculos expiratórios e acessórios. O tempo de aplicação também foi variável e a amplitude de corrente frequentemente estimada pela percepção do paciente, podendo chegar a valores superiores a 100mA. Conclusão: Apesar de não ser possível estabelecer parâmetros rigorosos de fisioterapia por meio da estimulação elétrica, pela escassez e qualidade de estudos que comparem sistematicamente parâmetros de estimulação em subgrupos, foram observadas alterações positivas nas variáveis de função muscular respiratória avaliadas, como o pico de fluxo expiratório e de tosse, em pessoas com lesão medular cervical e torácica.

Abstract Objective: To describe and analyze parameters and effects of surface electrical stimulation on the respiratory muscular function among individuals with spinal cord injuries, especially while coughing. Methods: A systematic literature review was developed based on the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses. The search was conducted in the PubMed, PEDro, and LILACS databases, using the following descriptors: “functional electrical stimulation,” “electrostimulation, electrical stimulation,” “coughing,” “bronchial hygiene,” “quadriplegia,” “spinal cord injury”, “tetraplegia”, and “individual with tetraplegia” - in Spanish, English and Portuguese, with no restrictions on year of publication. Inclusion criteria were: articles describing studies with samples of individuals with spinal cord injuries treated with electrical stimulation and outcomes related to the respiratory system. Articles containing studies with invasive cough stimulation trials were excluded. Results: The 12 selected articles revealed the heterogeneity of electrostimulation protocols for expiratory function, which can include frequencies ranging from 30 to 50 Hz; pulse from 25 to 400 μs; applied in up to eight electrodes distributed across the expiratory and accessory muscles. Time of administration also varied, and the current amplitude was usually estimated by the patient's perception, reaching values higher than 100mA. Conclusion: Even though the review did not find rigorous parameters for physical therapy using electrical stimulation, because of the shortage and low-quality of the studies that systematically compare stimulation parameters among subgroups, positive changes were observed in the assessed respiratory muscle function variables, such as peak expiratory and cough flow in individuals with cervical and thoracic spinal cord injury.

Abstract Objective: To describe and analyze parameters and effects of surface electrical stimulation on the respiratory muscular function among individuals with spinal cord injuries, especially while coughing. Methods: A systematic literature review was developed based on the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses. The search was conducted in the PubMed, PEDro, and LILACS databases, using the following descriptors: “functional electrical stimulation,” “electrostimulation, electrical stimulation,” “coughing,” “bronchial hygiene,” “quadriplegia,” “spinal cord injury”, “tetraplegia”, and “individual with tetraplegia” - in Spanish, English and Portuguese, with no restrictions on year of publication. Inclusion criteria were: articles describing studies with samples of individuals with spinal cord injuries treated with electrical stimulation and outcomes related to the respiratory system. Articles containing studies with invasive cough stimulation trials were excluded. Results: The 12 selected articles revealed the heterogeneity of electrostimulation protocols for expiratory function, which can include frequencies ranging from 30 to 50 Hz; pulse from 25 to 400 μs; applied in up to eight electrodes distributed across the expiratory and accessory muscles. Time of administration also varied, and the current amplitude was usually estimated by the patient's perception, reaching values higher than 100mA. Conclusion: Even though the review did not find rigorous parameters for physical therapy using electrical stimulation, because of the shortage and low-quality of the studies that systematically compare stimulation parameters among subgroups, positive changes were observed in the assessed respiratory muscle function variables, such as peak expiratory and cough flow in individuals with cervical and thoracic spinal cord injury.

Resumo Objetivo: Descrever e analisar parâmetros e efeitos da estimulação elétrica de superfície na função muscular respiratória de pessoas com lesão medular, sobretudo durante a tosse. Métodos: Foi realizada uma revisão sistemática da literatura, com base no Preferred Reporting items for Systematic Reviews and Meta-Analyses. A busca foi realizada nas bases de dados PubMed, PEDro e LILACS, por meio dos seguintes descritores: “estimulação elétrica funcional”, “eletroestimulação, estimulação elétrica”, “tosse”, “higiene brônquica”, “quadriplegia”, “lesão medular espinhal”, “tetraplegia” e “sujeito com tetraplegia” - em espanhol, inglês e português, sem restrição quanto ao ano de publicação. Foram incluídos artigos com amostra de indivíduos com lesão medular assistidos por estimulação elétrica com desfecho relacionado ao sistema respiratório, e foram excluídos artigos com ensaios invasivos de estímulo a tosse. Resultados: Os 12 artigos incluídos revelam heterogeneidade nos protocolos de eletroestimulação da função expiratória, que podem incluir frequências de 30 a 50 Hz, com pulsos de 25 a 400 μs, aplicada por até oito eletrodos distribuídos pelos músculos expiratórios e acessórios. O tempo de aplicação também foi variável e a amplitude de corrente frequentemente estimada pela percepção do paciente, podendo chegar a valores superiores a 100mA. Conclusão: Apesar de não ser possível estabelecer parâmetros rigorosos de fisioterapia por meio da estimulação elétrica, pela escassez e qualidade de estudos que comparem sistematicamente parâmetros de estimulação em subgrupos, foram observadas alterações positivas nas variáveis de função muscular respiratória avaliadas, como o pico de fluxo expiratório e de tosse, em pessoas com lesão medular cervical e torácica.

Abstract Introduction: We developed and tested a new system for inducing the healing of diabetic foot ulcers. The system relies on the regenerative properties of its two components: an insole with a sheet of natural latex and a device that contains a matrix of light emitting diodes with wavelength of 635 nm. Methods The electronic and latex based devices were developed, and a four weeks test was performed in one control group (CG) of five ulcers and one experimental group (EG) of eight ulcers. The CG was treated with a standard approach, based on a silver-releasing foam dressing, and the EG was treated with the system under test. For each ulcer, an index for quantifying the percentage ulcer recovery, named CRU(%), has been calculated; a CRU(%) = 0% means no healing, and a CRU(%) = 100% means total healing. Results There were statistically significant increases of CRU(%) of 51.8% (p = 0.022), for the CG, and of 78.4% (p < 0.001), for the EG. The increase in the EG was higher than the increase in the CG, and the difference was statistically significant (p < 0.001). The results showed that the proposed method had, for these particular sets of ulcers, faster healing rates, than for the standard method. Conclusion The results hint that the proposed method seems promising as a future treatment method. However, the technique must undergo further testing before it can be considered for extensive clinical applications.

INTRODUCTION: Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) is a mode of non-invasive mechanical ventilation commonly used in neonatology. The incorporation of new therapeutic and technological advances may impact the survival of very low birth weight preterm infants. However, one of the difficulties faced is the high cost of this device and its numerous add-on functions, such as Apnea Hypopnea Index (AHI), flow limitation, among others. Thus, in this study, we aim to address the design and construction of a CPAP device prototype to be used in a Neonatal Intensive Care Unit (NICU). METHODS: In order to design the experimental CPAP device with sensory instrumentation for providing data to a micro-controlled system, electro-pneumatic circuits and signal conditioning boards of sensors have been fitted to achieve optimized CPAP function with low energy consumption. While running this setup, a metrological study was carried out to evaluate the sensors' performance. The methodology employed for the study was the IDOV (Identify, Design, Optimize, and Validate) method, a variant of six sigma, to minimize the failure rates. It is expected that it works under valve activation to maintain positive pressure in the airways of the patient (neonate). RESULTS: The whole system performs satisfactorily (low noise level) for each assessed module. Additionally, it is emphasized that software development for application control has resulted in a significant improvement of hardware functions. CONCLUSION: In this work, a system that performs the CPAP function was obtained; the research has shown that, by adopting a specific purpose, it may create a better understanding of Assistive Technology.

INTRODUCAO Procedimentos cirúrgicos ortopdicos como a osteotomia, em que se realiza o corte da tíbia, são muito comuns e devem ser muito bem executados para que sejam obtidos bons resultados. Nesse cenário, o estudo de como o osso reage ao processo de corte um tópico relevante de estudos. O objetivo deste trabalho apresentar um modelo matemático do processo de corte na tíbia humana por uma serra automática, usando o mtodo de Bond Graph. MTODOS: Com base em um trabalho anterior, foi desenvolvido um modelo para a força de reação ao corte da serra. Alm disso, foi desenvolvido um modelo embasado no mtodo Bond Graph para se determinar a resposta das diversas partes do osso à ação da serra. Foram tambm realizadas análises no domínio da frequência para se analisar a estabilidade do sistema. RESULTADOS: Foram obtidos e apresentados os resultados das simulações descritas. Os resultados mostraram boa concordância com o comportamento esperado para a força de reação à serra e para a resposta do material ósseo ao corte. Alm disso, as análises no domínio da frequência mostraram que o mtodo de modelagem proposto tem características promissoras com relação a estabilidade do sistema. CONCLUSÃO: Os resultados sugerem que o mtodo tem bom potencial para ser usado, no futuro próximo, para análises do processo de perfuração antes de procedimentos cirúrgicos. Entretanto, estudos adicionais sobre a estabilidade e sobre o projeto adequado de um controlador de velocidade são ainda necessários.

INTRODUCTION: Orthopedic surgical procedures such as osteotomy, in which cutting of the tibia bone is performed, are very common and should be very well performed in order to yield good results. Under this scenario, the study on how the bone reacts to the cutting process is a relevant topic for studies. The goal of this work is to present a mathematical model of the cutting process in the human tibia bone using the Bond Graph method. METHODS: Based on a previous work, a model for the reaction force to the cutting action of the saw has been developed. Moreover, a bond graph based model for determining the bone response to the cutting action of the saw has also been developed. Frequency domain analyses were performed for evaluating the stability of the system. RESULTS: The results of the simulations described were obtained and presented. The results were in good agreement with the expected behavior for the reaction force to the saw, and with respect to the response of the bone material to the cutting process. Moreover, the frequency domain analyses showed that the proposed modelling method has promising characteristics regarding system stability. CONCLUSION: The results suggest that the method has good potential for use, in the near future, for analyses of the cutting process before the surgical procedures. However, additional studies on stability, as well as a proper project of a velocity controller, are still necessary.

INTRODUÇÃO: A Doença de Chagas é uma endemia rural, prevalente em grande parte da América Central e América do Sul e, aproximadamente, metade dos pacientes contaminados com o parasita Trypanosoma cruzi não apresentam sinais clínicos, eletrocardiográficos e radiológicos de envolvimento cardíaco. Este trabalho, entretanto, propõe uma técnica de auxílio ao diagnóstico da Doença de Chagas baseada em sinais de eletrocardiografia, que extrai informações relevantes desses sinais. MÉTODOS: Duas abordagens são estudadas e implementadas. Ambas utilizam sinais de variabilidade da frequência cardíaca (VFC) e classificação por meio de rede neural, mais especificamente, o mapa auto-organizável de Kohonen. A VFC, que reflete a modulação neural autonômica simpática e parassimpática do coração, é avaliada com base em séries contínuas de intervalos RR do ECG convencional registradas durante 5 minutos. Na primeira abordagem, indicadores estatístico-temporais obtidos diretamente dos sinais de VFC são utilizados como entrada da rede neural para treinamento e teste do método de classificação. Na segunda proposta, são utilizados escalogramas wavelet com função de base DoG (derivative of Gaussian) para avaliação dos sinais de VFC. Indicadores obtidos dos escalogramas são utilizados como entrada da rede neural no treinamento e no teste do algoritmo. Os mapas topológicos de Kohonen são utilizados para comparar a capacidade dos indicadores calculados dos sinais de VFC em discriminar pacientes chagásicos cardiopatas, chagásicos indeterminados e indivíduos normais. Os indicadores temporais convencionais e os indicadores escalográficos são comparados. RESULTADOS: Os resultados mostram que os indicadores escalográficos têm poder discriminatório estatisticamente superior aos indicadores temporais convencionais. Em particular, a potência média da densidade de potência do escalograma na banda de altas frequências mostrou ser estatisticamente o indicador de maior poder discriminatório (p < 0,05 para os 3 casos). CONCLUSÃO: A metodologia proposta mostrou-se capaz de distinguir entre indivíduos normais, chagásicos cardiopatas e chagásicos indeterminados. Os índices escalográficos propostos mostraram maior capacidade classificatória que os índices temporais tradicionais.

INTRODUCTION: Chagas' disease is an endemic rural disease prevalent in much of Central America and South America, and approximately half of the patients infected with the parasite Trypanosoma cruzi show no clinical, electrocardiographic and radiological cardiac involvement. This paper, however, proposes a technique for the diagnosis of Chagas' disease based on ECG signals, which extracts relevant information from these signals. METHODS: Two approaches are studied and implemented. Both approaches use heart rate variability (HRV) signals, and classification by a neural network, more specifically, the Kohonen self-organizing map. The HRV, which reflects sympathetic and parasympathetic autonomic neural modulation of the heart, is evaluated based on continuous series of RR intervals, calculated from 5-minute records of conventional ECG. In the first approach, statistical/temporal indexes obtained directly from the HRV signals are used as neural network inputs for training and testing of the classification method. In the second approach, derivative of Gaussian (DoG) wavelet scalograms are used to evaluate the HRV signals. Scalographic indexes are used as neural network inputs for training and testing of the algorithm. Kohonen topological maps are used to compare the ability of these HRV indicators of discriminating between patients with Chagas heart disease, Chagas indeterminate heart disease, and normal subjects. Conventional temporal indicators and indicators obtained from DoG scalograms are compared. RESULTS: Results of the application of the proposed methods to HRV signal databases, and performance comparisons, are presented. The results show that scalographic indicators have superior discriminatory power than conventional time-domain indicators. Based on an analysis of statistical significance, we show that the average power of the high-frequency band of the scalogram power spectral density is the indicator with greatest discriminatory power (p < 0,05 for all 3 cases). CONCLUSION: The proposed method has the ability to discriminate between normal subjects, subjects with Chagas cardiomyopathy, and subjects with the indeterminate form of Chagas' disease. It was observed that scalographic neural networks present greater discrimination ability than temporal neural networks.