Parte da população mundial sofre com distúrbios relacionados ao controle muscular de membros superiores e inferiores que, em muitos casos, podem ter sua origem devido a interrupção da comunicação sensório-motora entre o cérebro e os grupos musculares. Estes fatores podem estar relacionados à idade, doenças neuro-degenerativas ou acidentes vasculares cerebrais (AVC). Dessa forma, devido ao gradativo envelhecimento da população, em função do aumento da expectativa de vida e consequentemente da demanda por tratamentos de reabilitação, diversos estudos da literatura utilizam equipamentos de biofeedback na reabilitação do controle muscular, não havendo, porém, uma ferramenta simples e unificada que permita a elaboração de protocolos motores para diversas patologias em uma única plataforma. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de uma ferramenta de biofeedback visual, baseada em plataformas de força para membros inferiores e aquisição de imagem para membros superiores. Este sistema conta com duas interfaces: a primeira, programável em alto nível, é destinada ao profissional da saúde para elaboração do treino motor conforme a necessidade do paciente; a segunda é a interface do jogo, ou serious game, com o qual o paciente interage realizando a série de atividades programadas em um jogo de exercícios, ou exergames. A proposta deste estudo é fornecer uma plataforma de reabilitação programável de acordo com a necessidade específica de cada paciente, mantendo características motivacionais e de interatividade, que proporcionem entretenimento associado às atividades, reduzindo assim a evasão dos tratamentos, que costumam ser realizados por longos períodos. Ainda, neste estudo foram apresentados alguns testes, aprovados pelo comitê de ética, com voluntários, em que é aplicado um protocolo motor a um grupo de jovens saudáveis e comparando os resultados com um grupo de voluntários idosos. Os resultados deste estudo foram obtidos a partir de duas análises: a primeira é interna à sessão, em tempo real, e diz respeito à pontuação dos voluntários no jogo; a segunda é externa à sessão, utiliza os dados armazenados ao longo de um teste estabilométrico e compara medidas posturográficas do grupo de jovens e idosos saudáveis. Ainda, para complementar a validação do equipamento desenvolvido, foi realizada uma comparação dos resultados das análises posturográficas obtidas, com os resultados obtidos a partir de um baropodômetro comercial. Os resultados demonstram que o sistema permite a obtenção da estimativa da estabilometria e atividades de serious games. / The cases of disorders related to upper and lower limbs control directly affect the population. These problems may have its origin due to interruption of sensorimotor communication between the brain and the muscle groups. These factors may be related to aging, neurodegenerative diseases or stroke. Thus, due to the gradual aging of the population, the increase in life expectancy and hence the demand for rehabilitation treatments, several studies in the literature are using biofeedback to rehabilitation of muscle control. However, there is no unified tool that allows the development of exercise protocols for several diseases in a single platform. The aim of this work is to present the development of a visual biofeedback tool, based on force platforms for lower limbs and image acquisition for upper limbs. This system has two interfaces: the first, programmable in high-level, is intended for health professionals to prepare the motor training as needed by the patient; the second is the serious game interface, with which the patient interacts performing the series of activities planned in an exercise games (exergames). The purpose of this study is to provide a programmable rehabilitation platform according to the specific needs of each patient, keeping motivational and interactive features that provide fun activities to reduce evasion of treatments, which are usually carried out for long periods. Moreover, this study shows some tests, approved by the Ethics Committee, with volunteers, applying an exercise protocol to a group of healthy young and comparing the results with a group of elderly volunteers. The results of this study are obtained from two experimental setups: the first is internal to the session in real time, and concerns the scores of volunteers in the game; the second is external to the session, uses the data stored over a stabilometry and compare posturographic data between control and study group. Furthermore, in order to complement the assessments of the developed system, the posturographic data is compared to those obtainded from a commercial baropodometer. Results show that the system is able to perform the estimative of the stabilometry and serious game activities.

Este trabalho apresenta a utilização de biorrealimentação (biofeedback) como meio de reordenar a mecânica ventilatória de indivíduos obesos e com sobrepeso, através da utilização de um capnômetro para medir a pressão de CO2 durante a marcha em esteira ergométrica, induzindo-os a aumentar a quantidade do CO2 expirado, promovendo uma adequação do esforço motor. O objetivo consistiu em condicionar a mecânica ventilatória do grupo de estudo, através do aumento do CO2 expirado, melhorando a captação de oxigênio, em virtude do aumento da ventilação, incidindo num aumento da frequência cardíaca e adequando o nível de esforço do ato motor, induzindo-os a respirar mais e melhor. Foram avaliados 18 indivíduos (12 obesos e/ou sobrepeso, sendo 8 mulheres e 4 homens e 6 com padrão de peso normal para a classificação de percentual de gordura, 2 mulheres e 4 homens) com idades entre 20 e 55 anos. Foram excluídos indivíduos que tivessem sido clinicamente diagnosticados com hipertensão, diabetes ou alguma cardiopatia sem que houvesse controle medicamentoso, mulheres grávidas e participantes com qualquer tipo de problema osteomuscular ou articular que dificultasse a marcha. Realizou-se inicialmente a medição das dobras cutâneas para separar os respectivos grupos e a medição do VO2, através de teste submáximo em bicicleta ergométrica, pelo protocolo de Astrand para verificar a aptidão inicial dos participantes. O protocolo foi realizado em 12 sessões de dias alternados, onde cada voluntário foi submetido a 15 minutos ininterruptos de atividade aeróbia em esteira ergométrica. Foi utilizada uma máscara que se mantinha conectada ao capnômetro e ao dispositivo de biofeedback que devolvia a informação da execução do ato motor ao participante. A velocidade da esteira foi monitorada através da oscilação da frequência cardíaca, que foi mantida em 65% da frequência cardíaca máxima (FCM), para a idade, sendo medida por frequencímetro. A média encontrada para o percentual de gordura no grupo controle foi de 17±5,79% e para o grupo de estudos foi de 35±4,27%. A análise média dos valores de CO2 do grupo de estudos foi inicialmente de 23,18±3,73 mmHg e ao final das coletas foi de 27,39±3,03 mmHg, e para o grupo controle a média foi respectivamente de 20,77±3,86 mmHg e 26,44±3,90 mmHg. Ao comparar indivíduos obesos e/ou sobrepeso aos indivíduos classificados com percentual de gordura normal e suas respectivas pressões de CO2, há uma diferença estatisticamente significativa. A capnometria para medição de CO2 por meio da utilização de biofeedback como meio de indução do aumento do fluxo de CO2 expirado durante atividade aeróbia permitiu observar uma melhora na dinâmica respiratória dos indivíduos obesos e com sobrepeso através das medidas associadas entre o capnômetro e os valores da frequência respiratória que melhoraram o desempenho motor dos voluntários através do aumento da velocidade de execução da tarefa motora. / This work presents the use of biofeedback as a way to record the ventilatory mechanics of overweight and obese individuals, through the use of a capnometer to measure the CO2 concentration during walking on a treadmill, inducing them to increase the amount of exhaled gas. The aim of this study was to conditioning the mechanical ventilation study group improving their oxygen uptake. Eighteen individuals (12 obese and / or overweight, with 8 women and 4 men and 6 with standard weight for the classification of fat percentage, with 2 women and 4 men) aged 20 to 55 years old were evaluated. Individuals who had been clinically diagnosed with hypertension, diabetes or any disease without any medical control, pregnant women and participants with any type of musculoskeletal or joint problem that made it difficult in gait were excluded. It was initially carried out the measurement of skinfolds in order to separate the respective groups, and the measurement of VO2 through submaximal test on a cycle ergometer at Astrand protocol to verify the initial fitness of the participants. The protocol was performed in 12 sessions in alternate days, where each volunteer was subjected to 15 minutes of continuous aerobic activity on a treadmill. Every 5 minutes a recording was performed with data of the biofeedback and values of capnometer equipment, totaling 15 minutes. A mask that remained attached to capnometer and biofeedback device that returned the information of the execution engine to each participant was used. The treadmill speed was monitored through the oscillation of heart rate, which was maintained at 65% of maximum heart rate (MHR) for age, as measured by frequency counter. The average percentage of fat found in the control group was 17±5.79% and for the study group was 35±4.27%. The average analysis of the CO2 values of the study group was initially 23.18±3.73mmHg and the end of the collections was 27.39±3.03mmHg, and for the control group the average was respectively 20.77±3.86 mmHg and 26.44±3.90mmHg. When comparing obese and/or overweight individuals classified with normal fat percentage and their respective CO2 concentrations there is a statistically significant difference. Capnometer for measuring CO2 through the use of biofeedback as a means of inducing increased flow of exhaled gas during aerobic activity proved to be a useful and applicable tool. It was possible to verify a type of respiratory behavior in obese and overweight and associate measurements obtained by capnometer with the values of respiratory frequency.

Capes / Nos pacientes neonatais e pediátricos internados em unidade de terapia intensiva, a monitorização do dióxido de carbono tem grande importância clínica durante a ventilação mecânica invasiva no ajuste dos parâmetros ventilatórios e na detecção de complicações relacionadas à ventilação. O objetivo principal deste estudo é investigar a correlação e o nível de concordância entre a pressão final de dióxido de carbono exalado (PetCO2) e a pressão parcial de dióxido de carbono arterial (PaCO2) em pacientes no período pós-operatório de cirurgia cardíaca, verificando a relação entre ambos os métodos em dois grupos de acordo com a temperatura corporal e as complicações pulmonares associadas. No total, 74 pacientes participaram do grupo 1, com 110 mensurações de PetCO2, PaCO2 medida a 37 °C e corrigida pela temperatura real do paciente. Para toda a amostra, a correlação foi mais significativa com a PaCO2 corrigida (r = 0,92) do que com a medida (r = 0,78), durante todo o período do estudo. A diferença média entre PaCO2 medida e PetCO2 foi 4,42 mmHg e aumentou significativamente durante a instabilidade térmica, enquanto para PaCO2 corrigida a diferença média foi de 1,12 mmHg e permaneceu baixa mesmo durante hipo ou hipertermia. Os resultados obtidos para os 246 pares de PetCO2 e PaCO2 analisados em 42 pacientes ventilados de acordo com o grupo 2, mostraram que os dois métodos foram altamente correlacionados (r = 0,94) e manteve-se elevado mesmo em pacientes com complicações respiratórias. A diferença média entre as mensurações de ambos os métodos foi de -0,71 mmHg e os valores de PetCO2 estavam dentro de 2 mmHg da correspondente PaCO2 em 80,49% das mensurações, indicando uma forte relação. Os resultados deste estudo demonstram que a PetCO2 mensurada pelo capnômetro é tão precisa quanto a PaCO2 mensurada pela gasometria arterial, assim a capnometria pode ser considerada um método de monitorização indireta e não invasiva da PaCO2 em pacientes de terapia intensiva submetidos à ventilação mecânica. / In neonates and pediatrics patients in intensive care units, monitoring of carbon dioxide has great clinical significance during the invasive mechanical ventilation in the adjustment of ventilatory parameters and detection of complications related to ventilation. The objective of this research is to investigate the correlation and level of agreement between end-tidal carbon dioxide pressure (PetCO2) and the partial pressure of arterial carbon dioxide (PaCO2) in patients in the postoperative period of cardiac surgery, verifying the relationship between both methods in two groups according to body temperature and pulmonary complications. Altogether 74 patients were arranged in the group 1 with 110 measurements of PetCO2, PaCO2 measured at 37 ºC and corrected to the real body temperature of the patient. For the whole sample, the correlation was statistically more significant with corrected PaCO2 (r = 0.92) than with the measured (r = 0.78), throughout the study period. The mean difference between measured PaCO2 and PetCO2 was 4.42 mmHg and increased significantly during body temperature instability, while for corrected PaCO2 the mean difference was 1.12 mmHg and remained low even during hypo or hyperthermia. The results for 246 PetCO2 and PaCO2 pairs analyzed in 42 patients ventilated according to group 2, proved that both methods were highly correlated (r = 0.94) and kept elevated even in patients with respiratory complications. The mean difference between the measurements of both methods was -0.71 mmHg and the values of PetCO2 were within 2 mmHg of PaCO2 in 80.49% of the measurements, indicating a high relationship. The results of this study demonstrate that PetCO2 measured by capnometer is as accurate as PaCO2 measured by arterial blood gases, thus the capnometry can be considered an indirect and noninvasive monitoring method of PaCO2 in patients of intensive therapy under mechanical ventilation.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um equipamento de biofeedback para utilização por fisioterapeutas no tratamento de pacientes portadores de pé equino. Normalmente o pé equino está relacionado a uma das sequelas de um acidente vascular cerebral e é caracterizado pela dificuldade no controle motor do membro afetado, muitas vezes apresentando limitações relacionadas à sensibilidade e dificuldade em manter o calcanhar em contato com o solo durante a marcha. O equipamento foi construído com base no conceito de biofeedback, apresentando ao paciente, em tempo real, informações relacionadas à intensidade de força aplicada nos membros inferiores. O equipamento é composto de sensores de força flexíveis alojados em um par de sandálias, ligados a um circuito eletrônico microcontrolado. Todo o processamento é realizado por um MSP430, e a comunicação é feita por sinais de rádio através de um módulo CC1101. Os dados são apresentados em uma interface de software em um computador portátil a uma taxa de atualização de 20 Hz. O software possui diversas funcionalidades para atender tanto as necessidades dos fisioterapeutas quanto dos pacientes. Do ponto de vista do paciente, a interface apresenta um visual simples e objetivo, facilitando o entendimento das variações de força, apresentadas na forma de barras verticais. Foram utilizados também recursos visuais e sonoros para enfatizar aos pacientes quando os objetivos estipulados para seu tratamento foram atingidos. Outras funcionalidades foram desenvolvidas para que os fisioterapeutas tenham a opção de customizar a interface de biofeedback de acordo com a necessidade de cada paciente, além de possibilitar o armazenamento de todos os dados dos sensores para análises posteriores. O protótipo foi testado em 20 voluntários durante 10 sessões de fisioterapia, sendo 10 portadores da disfunção pé equino e outros 10 normais para compor um grupo de controle. O objetivo principal do protocolo fisioterapêutico foi melhorar a manutenção do contato como o solo no calcanhar afetado. Os valores de pressão no calcanhar afetado de todas as das sessões foram adquiridos a uma taxa de 20 Hz, armazenados e analisados segundo as seguintes métricas: média, máximos e somas acumuladas. Também foi realizada a avaliação de Berg para todos os voluntários. Os resultados demonstraram que, para as métricas analisadas e também para a avaliação de Berg, houve uma evolução em todos os pacientes. / This work describes the development of a biofeedback device to be used by physiotherapists during treatment of patients with equinus foot. Normally the equinus foot is related to one of the sequelae of a stroke and is characterized by difficulty in motor control of the affected limb, often resulting in limitations on sensitivity. The equipment was built on the concept of biofeedback, presenting to the patient, in real time, information related to the intensity of the forces applied to the lower limbs. The equipment consists of flexible force sensors accommodated in a pair of sandals, connected to a microcontrolled electronic circuit. The whole processing is performed by an MSP430, and the communication is done by radio signals through a CC1101 module. The data is presented in a software interface on a laptop computer at a refresh rate of 20 Hz. The software has many features to meet both the needs of physiotherapists as patients. From the point of view of patients, the interface was designed to be simple and objective, facilitating the understanding of force variations that change dynamically at the exact moment when the sensors are pressed. Visual signs and sound were also used to emphasize to patients when the goals established for their treatment has been reached. Other features were developed specifically for physicaltherapists, giving them the option to customize the biofeedback interface according to the needs of each patient, and also allowing the storage of all data transferred by the sensors for further analysis. A prototype was developed and tested on 20 volunteers over 10 sessions of physical therapy, 10 patients with equinus foot dysfunction, and 10 normal people to compose a control group. At the end of the treatment period, the data were analyzed by session, according to the average forces, the maximum values reached, the accumulated sums and Berg assessments. The results revealed an evolution in all patients, some of them in a greater degree and others in lower degree of progress.

Este trabalho apresenta a utilização de biorrealimentação (biofeedback) como meio de reordenar a mecânica ventilatória de indivíduos obesos e com sobrepeso, através da utilização de um capnômetro para medir a pressão de CO2 durante a marcha em esteira ergométrica, induzindo-os a aumentar a quantidade do CO2 expirado, promovendo uma adequação do esforço motor. O objetivo consistiu em condicionar a mecânica ventilatória do grupo de estudo, através do aumento do CO2 expirado, melhorando a captação de oxigênio, em virtude do aumento da ventilação, incidindo num aumento da frequência cardíaca e adequando o nível de esforço do ato motor, induzindo-os a respirar mais e melhor. Foram avaliados 18 indivíduos (12 obesos e/ou sobrepeso, sendo 8 mulheres e 4 homens e 6 com padrão de peso normal para a classificação de percentual de gordura, 2 mulheres e 4 homens) com idades entre 20 e 55 anos. Foram excluídos indivíduos que tivessem sido clinicamente diagnosticados com hipertensão, diabetes ou alguma cardiopatia sem que houvesse controle medicamentoso, mulheres grávidas e participantes com qualquer tipo de problema osteomuscular ou articular que dificultasse a marcha. Realizou-se inicialmente a medição das dobras cutâneas para separar os respectivos grupos e a medição do VO2, através de teste submáximo em bicicleta ergométrica, pelo protocolo de Astrand para verificar a aptidão inicial dos participantes. O protocolo foi realizado em 12 sessões de dias alternados, onde cada voluntário foi submetido a 15 minutos ininterruptos de atividade aeróbia em esteira ergométrica. Foi utilizada uma máscara que se mantinha conectada ao capnômetro e ao dispositivo de biofeedback que devolvia a informação da execução do ato motor ao participante. A velocidade da esteira foi monitorada através da oscilação da frequência cardíaca, que foi mantida em 65% da frequência cardíaca máxima (FCM), para a idade, sendo medida por frequencímetro. A média encontrada para o percentual de gordura no grupo controle foi de 17±5,79% e para o grupo de estudos foi de 35±4,27%. A análise média dos valores de CO2 do grupo de estudos foi inicialmente de 23,18±3,73 mmHg e ao final das coletas foi de 27,39±3,03 mmHg, e para o grupo controle a média foi respectivamente de 20,77±3,86 mmHg e 26,44±3,90 mmHg. Ao comparar indivíduos obesos e/ou sobrepeso aos indivíduos classificados com percentual de gordura normal e suas respectivas pressões de CO2, há uma diferença estatisticamente significativa. A capnometria para medição de CO2 por meio da utilização de biofeedback como meio de indução do aumento do fluxo de CO2 expirado durante atividade aeróbia permitiu observar uma melhora na dinâmica respiratória dos indivíduos obesos e com sobrepeso através das medidas associadas entre o capnômetro e os valores da frequência respiratória que melhoraram o desempenho motor dos voluntários através do aumento da velocidade de execução da tarefa motora. / This work presents the use of biofeedback as a way to record the ventilatory mechanics of overweight and obese individuals, through the use of a capnometer to measure the CO2 concentration during walking on a treadmill, inducing them to increase the amount of exhaled gas. The aim of this study was to conditioning the mechanical ventilation study group improving their oxygen uptake. Eighteen individuals (12 obese and / or overweight, with 8 women and 4 men and 6 with standard weight for the classification of fat percentage, with 2 women and 4 men) aged 20 to 55 years old were evaluated. Individuals who had been clinically diagnosed with hypertension, diabetes or any disease without any medical control, pregnant women and participants with any type of musculoskeletal or joint problem that made it difficult in gait were excluded. It was initially carried out the measurement of skinfolds in order to separate the respective groups, and the measurement of VO2 through submaximal test on a cycle ergometer at Astrand protocol to verify the initial fitness of the participants. The protocol was performed in 12 sessions in alternate days, where each volunteer was subjected to 15 minutes of continuous aerobic activity on a treadmill. Every 5 minutes a recording was performed with data of the biofeedback and values of capnometer equipment, totaling 15 minutes. A mask that remained attached to capnometer and biofeedback device that returned the information of the execution engine to each participant was used. The treadmill speed was monitored through the oscillation of heart rate, which was maintained at 65% of maximum heart rate (MHR) for age, as measured by frequency counter. The average percentage of fat found in the control group was 17±5.79% and for the study group was 35±4.27%. The average analysis of the CO2 values of the study group was initially 23.18±3.73mmHg and the end of the collections was 27.39±3.03mmHg, and for the control group the average was respectively 20.77±3.86 mmHg and 26.44±3.90mmHg. When comparing obese and/or overweight individuals classified with normal fat percentage and their respective CO2 concentrations there is a statistically significant difference. Capnometer for measuring CO2 through the use of biofeedback as a means of inducing increased flow of exhaled gas during aerobic activity proved to be a useful and applicable tool. It was possible to verify a type of respiratory behavior in obese and overweight and associate measurements obtained by capnometer with the values of respiratory frequency.

Capes / Nos pacientes neonatais e pediátricos internados em unidade de terapia intensiva, a monitorização do dióxido de carbono tem grande importância clínica durante a ventilação mecânica invasiva no ajuste dos parâmetros ventilatórios e na detecção de complicações relacionadas à ventilação. O objetivo principal deste estudo é investigar a correlação e o nível de concordância entre a pressão final de dióxido de carbono exalado (PetCO2) e a pressão parcial de dióxido de carbono arterial (PaCO2) em pacientes no período pós-operatório de cirurgia cardíaca, verificando a relação entre ambos os métodos em dois grupos de acordo com a temperatura corporal e as complicações pulmonares associadas. No total, 74 pacientes participaram do grupo 1, com 110 mensurações de PetCO2, PaCO2 medida a 37 °C e corrigida pela temperatura real do paciente. Para toda a amostra, a correlação foi mais significativa com a PaCO2 corrigida (r = 0,92) do que com a medida (r = 0,78), durante todo o período do estudo. A diferença média entre PaCO2 medida e PetCO2 foi 4,42 mmHg e aumentou significativamente durante a instabilidade térmica, enquanto para PaCO2 corrigida a diferença média foi de 1,12 mmHg e permaneceu baixa mesmo durante hipo ou hipertermia. Os resultados obtidos para os 246 pares de PetCO2 e PaCO2 analisados em 42 pacientes ventilados de acordo com o grupo 2, mostraram que os dois métodos foram altamente correlacionados (r = 0,94) e manteve-se elevado mesmo em pacientes com complicações respiratórias. A diferença média entre as mensurações de ambos os métodos foi de -0,71 mmHg e os valores de PetCO2 estavam dentro de 2 mmHg da correspondente PaCO2 em 80,49% das mensurações, indicando uma forte relação. Os resultados deste estudo demonstram que a PetCO2 mensurada pelo capnômetro é tão precisa quanto a PaCO2 mensurada pela gasometria arterial, assim a capnometria pode ser considerada um método de monitorização indireta e não invasiva da PaCO2 em pacientes de terapia intensiva submetidos à ventilação mecânica. / In neonates and pediatrics patients in intensive care units, monitoring of carbon dioxide has great clinical significance during the invasive mechanical ventilation in the adjustment of ventilatory parameters and detection of complications related to ventilation. The objective of this research is to investigate the correlation and level of agreement between end-tidal carbon dioxide pressure (PetCO2) and the partial pressure of arterial carbon dioxide (PaCO2) in patients in the postoperative period of cardiac surgery, verifying the relationship between both methods in two groups according to body temperature and pulmonary complications. Altogether 74 patients were arranged in the group 1 with 110 measurements of PetCO2, PaCO2 measured at 37 ºC and corrected to the real body temperature of the patient. For the whole sample, the correlation was statistically more significant with corrected PaCO2 (r = 0.92) than with the measured (r = 0.78), throughout the study period. The mean difference between measured PaCO2 and PetCO2 was 4.42 mmHg and increased significantly during body temperature instability, while for corrected PaCO2 the mean difference was 1.12 mmHg and remained low even during hypo or hyperthermia. The results for 246 PetCO2 and PaCO2 pairs analyzed in 42 patients ventilated according to group 2, proved that both methods were highly correlated (r = 0.94) and kept elevated even in patients with respiratory complications. The mean difference between the measurements of both methods was -0.71 mmHg and the values of PetCO2 were within 2 mmHg of PaCO2 in 80.49% of the measurements, indicating a high relationship. The results of this study demonstrate that PetCO2 measured by capnometer is as accurate as PaCO2 measured by arterial blood gases, thus the capnometry can be considered an indirect and noninvasive monitoring method of PaCO2 in patients of intensive therapy under mechanical ventilation.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um equipamento de biofeedback para utilização por fisioterapeutas no tratamento de pacientes portadores de pé equino. Normalmente o pé equino está relacionado a uma das sequelas de um acidente vascular cerebral e é caracterizado pela dificuldade no controle motor do membro afetado, muitas vezes apresentando limitações relacionadas à sensibilidade e dificuldade em manter o calcanhar em contato com o solo durante a marcha. O equipamento foi construído com base no conceito de biofeedback, apresentando ao paciente, em tempo real, informações relacionadas à intensidade de força aplicada nos membros inferiores. O equipamento é composto de sensores de força flexíveis alojados em um par de sandálias, ligados a um circuito eletrônico microcontrolado. Todo o processamento é realizado por um MSP430, e a comunicação é feita por sinais de rádio através de um módulo CC1101. Os dados são apresentados em uma interface de software em um computador portátil a uma taxa de atualização de 20 Hz. O software possui diversas funcionalidades para atender tanto as necessidades dos fisioterapeutas quanto dos pacientes. Do ponto de vista do paciente, a interface apresenta um visual simples e objetivo, facilitando o entendimento das variações de força, apresentadas na forma de barras verticais. Foram utilizados também recursos visuais e sonoros para enfatizar aos pacientes quando os objetivos estipulados para seu tratamento foram atingidos. Outras funcionalidades foram desenvolvidas para que os fisioterapeutas tenham a opção de customizar a interface de biofeedback de acordo com a necessidade de cada paciente, além de possibilitar o armazenamento de todos os dados dos sensores para análises posteriores. O protótipo foi testado em 20 voluntários durante 10 sessões de fisioterapia, sendo 10 portadores da disfunção pé equino e outros 10 normais para compor um grupo de controle. O objetivo principal do protocolo fisioterapêutico foi melhorar a manutenção do contato como o solo no calcanhar afetado. Os valores de pressão no calcanhar afetado de todas as das sessões foram adquiridos a uma taxa de 20 Hz, armazenados e analisados segundo as seguintes métricas: média, máximos e somas acumuladas. Também foi realizada a avaliação de Berg para todos os voluntários. Os resultados demonstraram que, para as métricas analisadas e também para a avaliação de Berg, houve uma evolução em todos os pacientes. / This work describes the development of a biofeedback device to be used by physiotherapists during treatment of patients with equinus foot. Normally the equinus foot is related to one of the sequelae of a stroke and is characterized by difficulty in motor control of the affected limb, often resulting in limitations on sensitivity. The equipment was built on the concept of biofeedback, presenting to the patient, in real time, information related to the intensity of the forces applied to the lower limbs. The equipment consists of flexible force sensors accommodated in a pair of sandals, connected to a microcontrolled electronic circuit. The whole processing is performed by an MSP430, and the communication is done by radio signals through a CC1101 module. The data is presented in a software interface on a laptop computer at a refresh rate of 20 Hz. The software has many features to meet both the needs of physiotherapists as patients. From the point of view of patients, the interface was designed to be simple and objective, facilitating the understanding of force variations that change dynamically at the exact moment when the sensors are pressed. Visual signs and sound were also used to emphasize to patients when the goals established for their treatment has been reached. Other features were developed specifically for physicaltherapists, giving them the option to customize the biofeedback interface according to the needs of each patient, and also allowing the storage of all data transferred by the sensors for further analysis. A prototype was developed and tested on 20 volunteers over 10 sessions of physical therapy, 10 patients with equinus foot dysfunction, and 10 normal people to compose a control group. At the end of the treatment period, the data were analyzed by session, according to the average forces, the maximum values reached, the accumulated sums and Berg assessments. The results revealed an evolution in all patients, some of them in a greater degree and others in lower degree of progress.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A espasticidade é observada na maioria dos pacientes após Acidente Vascular Encefálico (AVE), e exercem influência na presença de deficiências e incapacidades, comprometendo a função motora. As estratégias de neuroreabilitação, o biofeedback eletromiográfico (EMG), têm sido utilizado com aceitação na comunidade médica para reajustes nas habilidades sensório-motoras como retreinamento motor, redução da espasticidade e/ou treinamento de relaxamento. A intervenção ainda apresenta evidências delimitadas quanto a sua efetividade na reabilitação, principalmente, quanto a interferência sobre a atividade cortical e na redução dos sinais espásticos que oferece características negativas na execução do movimento. O objetivo dessa pesquisa foi analisar a possível interferência do treino com biofeedback eletromiográfico sobre a conscientização do controle motor no membro espástico e a caracterização da atividade das bandas de baixa frequência em diferentes regiões corticais orientada pela técnica de treinamento. Dezesseis voluntários acometidos por AVE isquêmicos foram selecionados e divididos em dois grupos (n=8). Grupo experimental (GE) submetidos ao treino com biofeedback associado a fisioterapia, e o grupo controle (GC) submetido apenas à fisioterapia convencional. Foi realizada a avaliação do grau de espasticidade pelo limiar de reflexo do estiramento tônico (LRET) e pela Escala Modificada de Ashworth (EMA) antes e três semanas após o término do treinamento com a técnica. Os sujeitos foram submetidos ao biofeedback durante 6 semanas, com 2 sessões semanalmente. O mesmo tempo para o tratamento fisioterápico foi padronizado para o GC. Os resultados mostram variação do percentual médio de melhora do grau de espasticidade, mensuradas pelo LRET, de 38,59% (dp=13,03%) no GE comparado com 18,58% (dp=11,90%) do GC. Essa variação apresentou diferença significativa (p=0,020; t=2,776; p<5%) entre os grupos (controle e experimental), e a diferença significativa do LRET antes e após do treinamento no GE (p=0,003; t=5,338; p<5%) quando comparado ao GC (p=0,015; t=3,657; p<5%). A medida semi-quantitativa da EMA antes e após o término das sessões mostraram variações apenas no GE. Com relação a atividade cortical, houve diferença de atividade das bandas (delta, teta, alfa e beta) quando a 3ª e 12ª sessão foram comparadas para cada sujeito do GE. Essa diferença foi encontrada, principalmente, em regiões frontal, central (vértex), parietal e occipital em ambos hemisférios (ipsilateral e contralateral a lesão) tanto na fase de planejamento cognitivo motor quanto na execução do movimento. Houve predominância da diferença de atividade para a banda delta, alfa e beta em diferentes sujeitos distribuída difusamente ao longo dos canais de registro de viii EEG. A atividade diferenciada das bandas foi devido ao aumento e/ou diminuição da energia espectral entre as sessões, notado apenas em alguns voluntários do GE. Observou ainda diferença de atividade em áreas motoras secundárias. As avaliações, principalmente do LRET mostram que o treino com biofeedback EMG foi efetivo na redução do grau de espasticidade. A diferença de atividade cortical das bandas de frequência entre as sessões sugere que o biofeedback modula a cognição por meio do esforço e atenção imposta pela tarefa na tentativa do movimento no membro acometido. Além de que a diferença de energia espectral entre as sessões é dependente do ajuste e complexidade da tarefa direcionado pelos sinais do biofeedback, auxiliando na aprendizagem motora. / Spasticity is observed in most patients after cerebrovascular accident (CVA), and exerts influence in the presence of disabilities, affecting motor function. For neurorehabilitation strategies, electromyographic biofeedback (EMG) has been used with acceptance in the medical community for adjustments in the sensory-motor skills as a motor retraining, reducing spasticity and/or relaxation training. The intervention still presents limited evidence regarding their effectiveness in rehabilitation, especially as the interference of cortical activity and the reduction of spastic signs that provides negative characteristics in movement execution. The aim of this study was to analyze the workout possible interference with EMG biofeedback on the motor control awareness in spastic member in the characterization of the activity of low-frequency bands in different cortical regions targeted by the training technique. Sixteen volunteers affected by ischemic stroke were selected and divided into two groups (n = 8). Experimental group (EG) underwent biofeedback training associated with physical therapy and control group (CG) only conventional physiotherapy. The assessment of the degree of spasticity by reflex threshold of the tonic stretch (TSRT) and Modified Ashworth Scale (MAS) was performed before and three weeks after the end of treatment with the technique. The subjects underwent biofeedback for 6 weeks, with two sessions weekly. The same time for physiotherapy treatment was standardized to the GC. The results show variation of the average percent improvement in the degree of spasticity measured at TRST, 38,59% (sd=13,03%) in GE compared to 18,58% (sd=11,90%) of GC. This variation showed a significant difference (p=0.020; t=2,776; p<5%) between groups (control and experimental), and the significant difference of TRST before and after training in EG (p = 0.003; t=5,338; p <5%) when compared to the CG (p=0.015; t=0,015; p<5%). The semi-quantitative measure of the MAS before and after the end of the sessions presented variations only in GE. Regarding the cortical activity, there were band activities differences when 3rd and 12th sessions were compared for each subject of GE. This difference was found primarily in the frontal, central (vertex), parietal and occipital lobe in both hemispheres (contralateral and ipsilateral to the lesion) in both the cognitive motor planning phase and in the movement execution. It was observed the predominance of activity difference for the delta band, alpha and beta in different subjects distributed diffusely over the EEG recording channels. The different activity of the bands was due to the increase and/or decrease the spectral energy between sessions, x noticed only in some GE volunteers. It was also pointed out distinct activity in secondary motor areas. Evaluations mainly from TSRT show that training with EMG biofeedback was effective in reducing the degree of spasticity. The difference in cortical activity of the frequency bands between sessions suggested that biofeedback modulates cognition through the effort and attention required by the task of movement attempt in the affected limb. Besides that, the spectral energy difference between the sessions depends on the tuning and task complexity driven by biofeedback signals, helping motor learning. / Tese (Doutorado)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Soil is a structurally complex environment and an important reservoir of microbial diversity. Only a small portion of this diversity has been recovered and cultured by conventional techniques, which limits the access to genetic and metabolic information in such microorganisms. Soil bacteria synthesize a wide variety of secondary metabolites, particularly of antibiotics. Polyketide synthase (PKS) and non-ribosomal peptide synthetase have been highlighted as important enzymatic systems for the biosynthesis of these compounds. The detection of genes associated with these two biosynthetic systems in bacterial isolates has become a strategy to screening for antagonists with high biological control activity. Therefore, the objective of this study was to evaluate bacterial isolates for their in vitro antagonistic activity against plant pathogens of agricultural interest and to analyze their genomes for the presence of genes associated with the synthesis of bioactive compounds activity. Methods of soil sample pre-treatment with chloramine-T and phenol were used for selective isolation and followed by preliminary qualitative antibiosis tests of isolates against the fungal pathogens Thielaviopsis paradoxa and Plenodomus destruens. Extracellular extracts from isolates selected in this previous step were further evaluated for the in vitro antagonist potential against Thielaviopsis paradoxa, Plenodomus destruens and Xanthomonas campestris and compared with the active ingredient of a commercial biofungicide. The taxonomic affiliation of the antagonistic isolates was assessed by sequencing of 16S rDNA gene. For the detection of PKS and NRPS genes, degenerate primers described in the literature were used. Two hundred and fifty-seven bacterial isolates, in their majority belonging to the genus Bacillus or similar, were obtained. Out of those, 84 (33%) were simultaneously bioactive for both fungi in qualitative tests. Fourty-eight bacterial isolates had extracellular extracts with inhibitory effects against Thielaviopsis paradoxa, with eight of these with inhibition ≥80%, when compared to the control. Plenodomus destruens was inhibited by the extracellular extracts of 63 isolates, of which 10 inhibited ≥80% of this pathogen growth. The extract of a Bacillus isolate from a commercial biofungicide strongly inhibited P. destruens (95%), but had no effect on T. paradoxa. Thirty antagonistic isolates from this study did not differed from this commercial isolate regarding in vitro growth inhibition of P. destruens by their extracts of 27 isolates inhibited X. campestris (inhibition rates varying from 45 to 100%), of which six completely suppressed the growth of this bacteria. There was no relationship between either the presence of PKS genes or the joined occurrence of NRPS and PKS and the inhibitory action of the strains on the relative growth of the pathogens. Only the presence of NRPS genes was associated with the effect on the relative growth of Thielaviopsis paradoxa. The isolation of bacteria with promising bioactive potential associated with experiments at greenhouse and field attesting to the feasibility of its use, will enable the achievement of new biocontrol agents. / O solo é um ambiente estruturalmente complexo e um importante reservatório da diversidade microbiana. Somente uma pequena proporção desta diversidade tem sido recuperada e cultivada por técnicas convencionais, o que limita o acesso às informações genéticas e metabólicas desses micro-organismos. Bactérias do solo sintetizam uma ampla variedade de metabólitos secundários, em particular de antimicrobianos. Sintases de policetídeo (PKS) e da sintetases de peptídeo não-ribossomal (NRPS) têm se destacado como importantes sistemas enzimáticos para a biossíntese destes compostos. A detecção de genes associados com estes dois sistemas biossintéticos em isolados de bactérias é uma estratégia para a seleção de antagonistas com alta atividade de controle biológico. Diante disso, o objetivo deste estudo foi isolar e avaliar o potencial dos isolados quanto à atividade antagônica in vitro frente a fitopatógenos de interesse agrícola, e analisar em seus respectivos genomas a presença de genes associados à síntese de compostos bioativos. Métodos de pré-tratamentos das amostras de solo com cloramina T e fenol foram utilizados para o isolamento e seguidos por testes de antibiose qualitativos frente aos fitopatógenos fúngicos Thielaviopsis paradoxa e Plenodomus destruens. Filtrados extracelulares dos isolados selecionados nesta etapa foram quantitativamente avaliados a seguir quanto à capacidade de inibição de T. paradoxa, P. destruens e Xanthomonas campestris, e comparados com o ingrediente ativo de um biofungicida comercial. A afiliação taxonômica dos isolados antagonistas foi realizada com base nas sequências parciais do gene DNAr 16S. Para a detecção dos genes PKS e NRPS foram utilizados primers degenerados descritos na literatura. Dos 257 isoladas bacterianos obtidos, a grande maioria foi pertencente ao gênero Bacillus ou outros proximamente afiliados. Destes, 84 (33%) foram inibitórios de ambos os fungos nos testes qualitativos. Quarenta e oito isolados bacterianos apresentaram filtrados extracelulares com efeitos inibitórios contra T. paradoxa, com oito destes com inibições de mais de 80% comparativamente ao controle sem filtrado. P destruens foi inibido pelo filtrado extracelular de 63 isolados, dos quais 10 inibiram mais de 80% do crescimento deste patógeno. O extrato do isolado de Bacillus do biofungicida comercial apresentou forte inibição sobre P. destruens (95%), mas não afetou T. paradoxa. Trinta isolados antagonistas deste estudo não diferiram deste isolado comercial com relação à inibição do crescimento in vitro de P. destruens pelos extratos. Extratos de 27 isolados inibiram X. campestris (inibições entre 45 e 100% do crescimento), dos quais seis suprimiram totalmente o crescimento desta bactéria. A presença dos genes PKS ou a presença conjunta de genes de NRPS e PKS não foram associadas à ação inibitória dos isolados em relação ao crescimento relativo dos três fitopatógenos. Somente a presença do NRPS associou-se ao efeito sobre o crescimento relativo do Thielaviopsis paradoxa. O isolamento de bactérias com potencial bioativo promissor associado a experimentos em casa-de-vegetação e em campo que atestem a viabilidade do seu uso possibilitará a obtenção de novos agentes de biocontrole.