Browsing by Author "Correia, Miguel V."
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- Analysis and quantification of upper-limb movement in motor rehabilitation after strokePublication . Silva, R. Mariana; Sousa, Emanuel; Fonseca, Pedro; Pinheiro, Ana Rita; Silva, Cláudia; Correia, Miguel V.; Mouta, SandraIt is extremely difficult to reduce the relations between the several body parts that perform human motion to a simplified set of features. Therefore, the study of the upper-limb functionality is still in development, partly due to the wider range of actions and strategies for motor execution. This, in turn, leads to inconsistent upper-limb movement parameterization. We propose a methodology to assess and quantify the upper-limb motor execution. Extracting key variables from different sources, we intended to quantify healthy upper-limb movement and use these parameters to quantify motor execution during rehabilitation after stroke. In order to do so, we designed an experimental setup defining a workspace for the execution of the action recording kinematic data. Results reveal an effect of object and instruction on the timing of upper-limb movement, indicating that the spatiotemporal analysis of kinematic data can be used as a quantification parameter for motor rehabilitation stages and methods.
- Anticipatory postural adjustments during sitting reach movement in post-stroke subjectsPublication . Pereira, Soraia; Silva, Cláudia; Ferreira, Sílvia; Silva, Cláudia; Oliveira, Nuno; Santos, Rubim; Vilas Boas, João; Correia, Miguel V.The study assessed the effect of velocity of arm movement on the generation of APAs in the contralateral and ipsilateral muscles of individuals with stroke in the sitting position. In the sitting position, 10 healthy and 8 post-stroke subjects reached for an object placed at the scapular plane and mid-sternum height at self-selected and fast velocities. Electromyography was recorded from the anterior deltoid (AD), upper (UT) and lower trapezius (LT), and latissimus dorsi (LD). Kinematic analysis was used to assess peak velocity and trunk displacement. Post-stroke subjects presented a delay of APAs on both sides of the body compared to healthy subjects. Differences were found between the timing of APAs on the ipsilateral and contralateral LD and LT in both movement speeds and in the ipsilateral UT during movement of the non-affected arm at a self-selected velocity. A delay in the contralateral LD in the reaching movement with the non-affected arm at fast velocity was also observed. Trunk displacement was greater in post-stroke subjects. In the sitting position, APAs were delayed in both fast and self-selected movements on both sides in post-stroke subjects, which also presented a higher trunk displacement.
- Caracterização biomecânica do gesto de alcançar em indiv'iduos pós acidente vascular encefálicoPublication . Silva, Cláudia; Correia, Miguel V.; Vilas-Boas, João Paulo; Santos, RubimÉ objectivo deste trabalho caracterizar biomecanicamente o gesto de alcançar em indivíduos pós Acidente Vascular Encefálico. A amostra é constituída por 4 indivíduos sem patologia do foro neuro-músculo-esquelético e 4 indivíduos com confirmação imagiológica do diagnóstico de AVE único e unilateral no território da artéria cerebral média, há pelo menos 3 meses; ausência de neglet; ausência de alterações visuais, perceptivas ou cognitivas e capacidade de realizar movimento activo no membro superior predominantemente afectado de pelo menos 15º no ombro e cotovelo. A partir de uma posição de sentado pré-definida, cada indivíduo foi instruído a executar a tarefa funcional de alcançar um alvo (copo com sumo), colocado sobre uma mesa, no limite anatómico da distância de alcance funcional da mão. Para a análise cinemática foram usadas 4 câmaras dispostas duas a duas para avaliação do movimento de cada um dos membros superiores. Foram colocados marcadores reflectores nas seguintes estruturas ósseas: esterno; acrómio (bilateralmente); epicôndilo lateral; processo estilóide do cúbito, 3º metacarpo e grande trocânter. Foi também colocado um marcador no objecto-alvo. Recorreu-se ao software APAS para análise das seguintes variáveis cinemáticas: tempo de execução do movimento, velocidade máxima da mão, unidades de movimento, trajectória (através do índex de curvatura) e extensão do cotovelo. Verificou-se que no grupo de indivíduos com AVE comparativamente ao grupo de indivíduos sem patologia, o tempo de execução do movimento foi superior (5,8±2,48 e 0,9±0,22 respectivamente), a velocidade máxima da mão foi inferior (101,7±32,62 e 153,3±56,32 respectivamente), o número de unidades de movimento foi superior (6,3±1,50 e 2,5±0,58 respectivamente), o índex de curvatura foi superior (1,8±0,54 e 1,2±0,1 respectivamente) e a amplitude de extensão do cotovelo foi inferior (15,3±16,48 e 50,2±6,72 respectivamente). Os indivíduos com AVE apresentam alterações nos parâmetros cinemáticos analisados, quando comparados com indivíduos sem patologia.
- Caracterização biomecânica do gesto de alcançar em individuos pós Acidente Vascular EncefálicoPublication . Silva, Cláudia C.; Correia, Miguel V.; Vilas Boas, João; Santos, RubimÉ objectivo deste trabalho caracterizar biomecanicamente o gesto de alcançar em indivíduos pós Acidente Vascular Encefálico. A amostra é constituída por 4 indivíduos sem patologia do foro neuro-músculo-esquelético e 4 indivíduos com confirmação imagiológica do diagnóstico de AVE único e unilateral no território da artéria cerebral média, há pelo menos 3 meses; ausência de neglet; ausência de alterações visuais, perceptivas ou cognitivas e capacidade de realizar movimento activo no membro superior predominantemente afectado de pelo menos 15º no ombro e cotovelo. A partir de uma posição de sentado pré-definida, cada indivíduo foi instruído a executar a tarefa funcional de alcançar um alvo (copo com sumo), colocado sobre uma mesa, no limite anatómico da distância de alcance funcional da mão. Para a análise cinemática foram usadas 4 câmaras dispostas duas a duas para avaliação do movimento de cada um dos membros superiores. Foram colocados marcadores reflectores nas seguintes estruturas ósseas: esterno; acrómio (bilateralmente); epicôndilo lateral; processo estilóide do cúbito, 3º metacarpo e grande trocânter. Foi também colocado um marcador no objecto-alvo. Recorreu-se ao software APAS para análise das seguintes variáveis cinemáticas: tempo de execução do movimento, velocidade máxima da mão, unidades de movimento, trajectória (através do índex de curvatura) e extensão do cotovelo. Verificou-se que no grupo de indivíduos com AVE comparativamente ao grupo de indivíduos sem patologia, o tempo de execução do movimento foi superior (5,8±2,48 e 0,9±0,22 respectivamente), a velocidade máxima da mão foi inferior (101,7±32,62 e 153,3±56,32 respectivamente), o número de unidades de movimento foi superior (6,3±1,50 e 2,5±0,58 respectivamente), o índex de curvatura foi superior (1,8±0,54 e 1,2±0,1 respectivamente) e a amplitude de extensão do cotovelo foi inferior (15,3±16,48 e 50,2±6,72 respectivamente). Os indivíduos com AVE apresentam alterações nos parâmetros cinemáticos analisados, quando comparados com indivíduos sem patologia.
- Compensatory movement detection through inertial sensor positioning for post-stroke rehabilitationPublication . Borges, Carla M.; Silva, Cláudia; Salazar, António J.; Silva, Ana S.; Correia, Miguel V.; Santos, Rubim; Vilas-Boas, João P.An increasing ageing society and consequently rising number of post-stroke related neurological dysfunction patients are forcing the rehabilitation field to adapt to ever-growing demands. In parallel, an unprecedented number of research efforts and technological solutions meant for human monitoring are continuously influencing traditional methodologies, causing paradigm shifts; extending the therapist patient dynamics. Compensatory movements can be observed in post-stroke patient when performing functional tasks. Although some controversy remains regarding the functional benefits of compensatory movement as a way of accomplish a given task, even in the presence of a motor deficit; studies suggest that such maladaptive strategies may limit the plasticity of the nervous system to enhance neuro-motor recovery. This preliminary study intends to aid in the development of a system for compensatory movement detection in stroke patients through the use of accelerometry data.
- Instrumentation of a Surfboard to Evaluate Surfing PerformancePublication . Bona, Daniel Dezan de; Marques, Maria Arcelina; Correia, Miguel V.This paper reports the development of a system to instrument a surfboard aiming to evaluate wave riding performance. According to the research only 3.8% - 5% of the total surfing time corresponds to the wave riding movements, despite of been the surfing goal. The system developed collects the data from twenty four force sensors positioned beneath the surfer’s feet using a microcontroller ATMEGA1280, and determines the surfer’s feet positioning and Centre of Pressure (CoP). Furthermore, an Inertial Measurement Unit (IMU) with an ADXL335 accelerometer and an IDG500 gyroscope provides information of the surfboard’s position in relation to the gravity force axis. To store the result of the acquisitions a SD Card is used. To transmit the data to an external device such as a computer, a WI-FI module complete the electronic system. A battery management was used to allow the system to work remotely. This work presents an overview of the parameter recognized in literature as influencing athlete’s performance and a brief description of the major manoeuvres in competition to figure out the parameters to be measured likewise the system developed. Preliminary tests with five different setups have shown that the force sensors to measure CoP and the electronic circuit board works properly.
- Low-cost wearable data acquisition for stroke rehabilitation: A proof-of-concept study on accelerometry for functional task assessmentPublication . Salazar, Antonio J.; Silva, Ana S.; Silva, Cláudia; Borges, Carla M.; Correia, Miguel V.; Santos, Rubim; Vilas-Boas, Joao P.Background: An increasingly aging society and consequently rising number of patients with poststroke-related neurological dysfunctions are forcing the rehabilitation field to adapt to ever-growing demands. Although clinical reasoning within rehabilitation is dependent on patient movement performance analysis, current strategies for monitoring rehabilitation progress are based on subjective time-consuming assessment scales, not often applied. Therefore, a need exists for efficient nonsubjective monitoring methods. Wearable monitoring devices are rapidly becoming a recognized option in rehabilitation for quantitative measures. Developments in sensors, embedded technology, and smart textile are driving rehabilitation to adopt an objective, seamless, efficient, and cost-effective delivery system. This study aims to assist physiotherapists’ clinical reasoning process through the incorporation of accelerometers as part of an electronic data acquisition system. Methods: A simple, low-cost, wearable device for poststroke rehabilitation progress monitoring was developed based on commercially available inertial sensors. Accelerometry data acquisition was performed for 4 first-time poststroke patients during a reach-press-return task. Results: Preliminary studies revealed acceleration profiles of stroke patients through which it is possible to quantitatively assess the functional movement, identify compensatory strategies, and help define proper movement. Conclusion: An inertial data acquisition system was designed and developed as a low-cost option for monitoring rehabilitation. The device seeks to ease the data-gathering process by physiotherapists to complement current practices with accelerometry profiles and aid the development of quantifiable methodologies and protocols.
- Post-stroke patients functional task characterization through accelerometry data for rehabilitation intervention and monitoringPublication . Silva, Cláudia; Silva, Carla Mariana; Salazar, António José; Silva, Ana Sofia; Correia, Miguel V.; Santos, RubimAn increasing ageing society and consequently rising number of post-stroke related neurological dysfunction patients are forcing the rehabilitation field to adapt to ever-growing demands. Compensatory movements related to available motor strategies, can be observed in post-stroke patients when performing functional tasks due to a pathological synergy as in reaching for an object. Studies of post-stroke motor recovery suggest that such maladaptive strategies may limit the plasticity of the nervous system to enhance neuromotor recovery. Strategies for rehabilitation protocols monitoring and validation are presently a necessity, moreover considering data recording is often absent of the rehabilitation process or subjective in nature. This project seeks to characterize patient's upper limb performance through accelerometry, gathered with a lowcost wearable system, for compensatory movement avoidance through feedback response.
- Protótipo de sistema de aquisição e condicionamento de sinal EMGPublication . Rodrigues, Carlos M. B.; Sousa, Andreia; Correia, Miguel V.; Freitas, DiamantinoOs sinais electro-fisiológicos apresentam características próprias que obrigam à utilização de instrumentação específica para aquisição, transmissão e processamento dos sinais com vista a uma adequada avaliação da condição física ou estado de saúde dos pacientes. Apresenta-se para isso um projecto e protótipo de instrumentação electrónica para condicionamento, isolamento, amplificação e filtragem de sinal EMG de superfície. Consideramos para isso as especificações do projecto de instrumentação electrónica e a configuração/localização dos eléctrodos, de acordo com as características das fibras musculares e dos sinais a tratar, procurando antecipar e minimizar as interferências, de modo a obter a melhor correspondência entre o valor a medir e o valor registado, procurando assegurar as melhores condições de exequibilidade em termos de alimentação do circuito, conforto do paciente, custo e qualidade do sinal obtido. Para isso, a prototipagem foi precedida de projecto e simulação no sistema Multisim sendo os dados tratados em Labview tendo-se adquirido também dados por via dos sistemas comerciais EMG, Biopac e Acqkpwledge para comparação com resultados obtidos.