ISEP - Instituto Superior de Engenharia do Porto
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Browsing ISEP - Instituto Superior de Engenharia do Porto by Sustainable Development Goals (SDG) "03:Saúde de Qualidade"
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- Calibration and Modeling of the Semmes–Weinstein Monofilament for Diabetic Foot ManagementPublication . Martins, Pedro; Coelho, Luis; Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesDiabetic foot is a serious complication that poses significant risks for diabetic patients. The resulting reduction in protective sensitivity in the plantar region requires early detection to prevent ulceration and ultimately amputation. The primary method employed for evaluating this sensitivity loss is the 10 gf Semmes–Weinstein monofilament test, commonly used as a first-line procedure. However, the lack of calibration in existing devices often introduces decision errors due to unreliable feedback. In this article, the mechanical behavior of a monofilament was analytically modeled, seeking to promote awareness of the impact of different factors on clinical decisions. Furthermore, a new device for the automation of the metrological evaluation of the monofilament is described. Specific testing methodologies, used for the proposed equipment, are also described, creating a solid base for the establishment of future calibration guidelines. The obtained results showed that the tested monofilaments had a very high error compared to the 10 gf declared by the manufacturers. To improve the precision and reliability of assessing the sensitivity loss, the frequent metrological calibration of the monofilament is crucial. The integration of automated verification, simulation capabilities, and precise measurements shows great promise for diabetic patients, reducing the likelihood of adverse outcomes.
- An electrochemically synthesized molecularly imprinted polymer for highly selective detection of breast cancer biomarker CA 15-3: a promising point-of-care biosensorPublication . Oliveira, Daniela; Romaguera Barcelay, Yonny; Moreira, FelisminaIn this study, a molecularly imprinted polymer film (MIP) was prepared on the surface of a disposable carbon screen-printed electrode (C-SPE) using (3-acrylamidopropyl)trimethylammonium chloride (AMPTMA) as a functional monomer and the cancer biomarker carbohydrate antigen 15-3 (CA 15-3) as a template. The MIP was synthesized by in situ electropolymerization (ELP) of the AMPTMA monomer in the presence of the CA 15-3 protein on the C-SPE surface. The target was subsequently removed from the polymer matrix by the action of proteinase K, resulting in imprinted cavities with a high affinity for CA 15-3. Electrochemical techniques such as cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to characterize the different phases of the sensor assembly. Chemical and morphological analysis was performed using RAMAN and scanning electron microscopy (SEM). CA 15-3 was successfully detected in a wide working range from 0.001 U mL−1 to 100 U mL−1 with a correlation coefficient (R2) of 0.994 in 20 min. The MIP sensor showed minimal interference with other cancer proteins (CEA and CA 125). Overall, the developed device provides a rapid, sensitive, and cost-effective response in the detection of CA 15-3. Importantly, this comprehensive approach appears suitable for point-of-care (PoC) use, particularly in a clinical context.
- Engineering a Sustainable Future with EPS@ISEPPublication . Malheiro, Benedita; Guedes, Pedro; Leal Filho, Walter; Gasparetto Rebelatto, Bianca; Annelin, Alice; Boström, Gert-OlofThe challenge of engineering education is to transform engineering students into agents of innovation and well-being. In addition to solid scientific and technical knowledge, critical thinking, problem-solving and interpersonal competencies, it implies the ability to design and implement solutions supported by ethical and sustainability principles. With this goal in mind, the European Project Semester (EPS) provides a student-centred project-based learning framework. It is offered by a group of European higher education institutions, including the Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), the engineering school of the Polytechnic of Porto. Students work in teams of four to six, from different fields of study and nationalities, to design solutions to problems that affect individuals, society or the planet, taking into account the state of the art, the market and the ethical and sustainability implications of their decisions. These solutions are then implemented in a proof-of-concept prototype. Most of the projects address problems in education, the environment, food production and smart cities and have a strong educational, ethical and sustainability drive, encouraging students to develop sustainability competencies. This work analyses team papers of illustrative EPS@ISEP projects searching for evidences of the development of sustainability competencies. The proposed method maps keywords related to the sixteen United Nations Sustainable Development Goals to the contents of team papers by applying natural language processing and reusing the list of SDG keywords proposed by Auckland University. The results confirm EPS@ISEP fosters sustainability competencies in engineering undergraduates.
- Fructose-Derived Carbon Dots as Selective Antitumor Agents in Breast Cancer Therapy: Synthesis, Characterization, and Biological EvaluationPublication . Magalhães, Sofia; Luís, Carla; Duarte, Abel J.; Adams, James DavidThis study explored a novel method using fructose-derived carbon dots (FCDs) for antitumor therapy in breast cancer (BC), marking a pioneering use of fructose as a carbon source for nanoparticle synthesis. BC, known for its complexity and heterogeneity, was chosen as a model due to its increasing mortality and incidence rates. The FCD synthesis involved the decomposition of fructose through microwave irradiation, followed by purification and characterization using techniques such as transmission electron microscopy, dynamic light scattering, fluorescence spectrophotometry, and Fourier-transform infrared spectroscopy. The FCDs, ranging in size from 2 to 6 nm, presented a hydrodynamic diameter below 2 nm, a spherical morphology, and a crystalline structure. As expected, FCDs were composed by carbon, oxygen, and hydrogen, and exhibited fluorescence with absorption and emission spectra at 405 nm and around 520 nm, respectively. Cell-based assays on breast epithelial and tumor cell lines demonstrated a dose-dependent response, with a decreased viability rate more pronounced in breast tumor cells. In conclusion, FCDs showed significant potential as selective antitumor agents for breast cancer therapy. The comprehensive characterization and cell-based assay evaluations provided valuable insights into the applications of these nanoparticles in breast cancer treatment, highlighting their selective toxicity and impact on tumor cells.
- Home Assistive Robot for Alzheimer's PatientsPublication . Nóbrega, Antónia; Portela, Mariana; Tavares, Sofia; Guimarães, Pedro; Marques, Maria Arcelina; Lázaro Jacob, FredericoWith the increase in the senior population, especially patients with dementia and Alzheimer's, healthcare professionals are increasingly overwhelmed. Existing assistive technologies to improve these patients’ quality of life and their caregivers are scarce given the daily challenges they face. To tackle this issue, a domestic assistive robot was developed for Alzheimer's patients – AlzheimerAlly - which encompasses the functionalities of a service robot, and a companion robot. AlzheimerAlly's functionalities involve tracking continuous monitoring of the patient's anatomical points to detect the type of movement and medication intake. The movement of the robot follows the movement of the patient. Additionally, the graphical interface allows cognitive and stimulation tests to be carried out. The medication dispenser, implemented, contains compartments, each with a LED. Finally, there is a website, which allows you to enter and access relevant data about the medication dispenser and cognitive tests. The functionalities described were thoroughly tested, demonstrating effective implementation. However, the prototype still remains subject to improvements. Although AlzheimerAlly requires improvements, it is already a significant and functional contribution to the area of care for Alzheimer's patients. This robot represents innovation and improvement in the quality of life of patients, their caregivers and healthcare professionals.
- Satisfação profissional e burnout dos técnicos superiores de diagnóstico e terapêutica do centro hospitalar universitário de Santo AntónioPublication . Peixoto, Joana Rangel; Costa, Alexandra; Alves, SandraA satisfação no trabalho entende-se como a avaliação geral do profissional sobre o seu trabalho,, tratando-se de uma resposta emocional à própria atividade laboral. A variável `satisfação no trabalho´ é amplamente estudada, encontrando-se presente em muitas teorias sobre o comportamento organizacional e está relacionada com o desempenho e o comportamento contraproducente no trabalho, a rotatividade e a saúde do funcionário. O trabalho na área da saúde é um trabalho especial de cuidado humano cuja interação com o doente e familiares, com outros profissionais e com as chefias acarreta sentimentos negativos que podem levar ao burnout. O burnout é caracterizado pela exaustão física e emocional consequente da exposição prolongada a um trabalho exigente emocionalmente. Corresponde a uma resposta ao stress excessivo no trabalho e afeta as habilidades interpessoais, o desempenho no trabalho, a satisfação profissional e a saúde psicológica. A avaliação da satisfação profissional e do burnout desempenham importantes indicadores da qualidade dos serviços prestados e são fatores determinantes no sucesso de uma organização. O presente estudo visa identificar os níveis de satisfação profissional e de burnout nos Técnicos Superiores de Diagnóstico e Terapêutica (TSDT´s) do Centro Hospitalar Universitário de Santo António (CHUdSA) bem como, averiguar se os níveis de satisfação profissional e de burnout variam de acordo com as variáveis sociodemográficas (idade, sexo, estado civil e formação académica) e com as variáveis de caracterização da situação profissional (categoria profissional, tipo de vínculo, tempo de exercício no CHUdSA e tempo de exercício profissional). Por forma a cumprir com os objetivos estabelecidos, foi desenvolvido um estudo transversal, descritivo/observacional, correlacional e quantitativo. A recolha de dados fez-se através da implementação da versão reduzida do Minnesota Satisfaction Questionnaire (MSQ) e da escala Maslach Burnout Inventory - Human Services Survey (MBI - HSS) à população em estudo, bem como da caracterização sociodemográfica e da situação profissional da mesma. A versão reduzida do Minnesota Satisfaction Questionnaire consiste num inquérito de satisfação em que avalia os aspetos intrínsecos e extrínsecos do trabalho. Os aspetos intrínsecos referem-se ao que as pessoas sentem acerca da natureza das tarefas do trabalho e os aspetos extrínsecos ao que sentem em relação a aspetos do trabalho que são externos às tarefas ou ao trabalho em sim, como por exemplo, o salário. A escala Maslach Burnout Inventory - Human Services Survey avalia a síndrome de burnout dos profissionais em três dimensões: exaustão emocional, despersonalização e realização pessoal. A exaustão emocional é descrita com sentimentos de desgaste, cansaço, fadiga e esgotamento. A despersonalização é definida como uma resposta de distanciamento e indiferença em relação ao trabalho e/ou às pessoas que o recebem. A realização pessoal traduz-se numa autoavaliação positiva do próprio trabalho. Os dados foram sujeitos a uma análise estatística com recurso ao SPSS, considerando um nível de significância estatística de 0,05. Procedeu-se à análise descritiva das variáveis sociodemográficas e de caracterização da situação profissional; à análise da consistência interna das escalas em estudo através do cálculo do Alfa de Cronbach; à análise da normalidade das variáveis quantitativas através do teste de Kolmogorov-Smirnov; ao calculo da média, desvio-padrão, mínimo e máximo da pontuação total do MSQ, subescalas intrínseca e extrínseca e das dimensões do burnout exaustão emocional, despersonalização e realização pessoal; à analise da existência de correlações estatisticamente significativas com recurso aos coeficientes de correlação de Pearson e Spearman; e à análise da existência de diferenças estatisticamente significativas com recurso ao teste t para duas amostras independentes, ao teste de Mann-Whitney, e ao teste Kruskall-Wallis. Participaram 117 TSDT’s, correspondendo a cerca de 34% da população, maioritariamente do sexo feminino (72,6%) e com idades médias de 42,84 ± 9,75. 61,5% indivíduos encontram-se casados ou em união de facto; 76,1% possuem licenciatura; e 47,9% têm um contrato individual de trabalho sem termo. O tempo de serviço no CHUdSA e o tempo de exercício profissional variam entre 1 e 40 anos, sendo as médias de tempo de 15,81 ± 10,56 e de 19,53 ± 10,08, respetivamente. Os TSDT´s do CHUdSA apresentam níveis moderados de satisfação profissional (53,84±12,89), baixos de despersonalização (4,68±4,05), médios de exaustão emocional (21,79±12,48) e altos de realização pessoal (28,91±10,37). Os TSDT´s com menos idade (r=-0,19), menos tempo de exercício profissional (r=-0,20) e na base da carreira manifestam-se mais satisfeitos profissionalmente com os aspetos intrínsecos ao trabalho. Os contratados sem termo exibem-se mais satisfeitos com os aspetos extrínsecos. Já os funcionários públicos sentem-se mais realizados pessoalmente. A satisfação profissional está associada à menor idade e ao menor tempo de experiência profissional, podendo tal ser devido à pouca oportunidade destes profissionais de vivenciar outros empregos e ambientes de trabalho, não apresentando, desta forma, meio de comparação. Os TSDT´s encontram-se estagnados a nível de progressão profissional, daí a maioria da amostra (n=106) encontrar-se na base da carreira. Os profissionais manifestaram menos satisfação profissional com os especto extrínsecos da MSQ total, referindo-se maioritariamente à progressão profissional e ao salário. Os níveis de burnout variam de acordo com o tipo de vínculo, sendo os TSDT´s contratados por função pública (n=47) os que se encontram mais realizados pessoalmente devido à estabilidade do emprego. Os resultados do estudo indicam que, de um modo geral, os TSDT´s do CHUdSA encontram-se satisfeitos profissionalmente e apresentam baixos níveis de burnout. No entanto, é urgente a atualização das carreiras por parte da gestão hospitalar e a implementação de medidas de prevenção. Sugere-se a realização de mais estudos sobre a satisfação profissional e a síndrome de burnout na classe profissional dos TSDT´s onde se relacione a satisfação profissional e o burnout com variáveis de prevenção, como o engagement, a motivação e o coping.
- Smart Pill Dispenser for Children - An EPS@ISEP 2024 ProjectPublication . Ehrenhofer, Lena; Borowski, Łukasz; Oliveira, Noé; Steyaert, Stijn; Kronshagen, Tamara; Clauwaert, Tibo; Duarte, Abel J.; BENEDITA CAMPOS NEVES MALHEIRO, MARIA; Castro Ribeiro, Maria Cristina de; JUSTO, Jorge; Silva, Manuel; Ferreira, Paulo; Guedes, Pedro; Auer, Michael E.; Rüütmann, TiiaPeople around the globe struggle with health issues requiring regular medication. Children, in particular, suffer more and more from chronic illnesses. In 2024, a team of six EPS@ISEP students chose to design a solution for this problem, followed by the assembly and testing of the corresponding proof-of-concept prototype. The aim was to design a solution for children to take the right medication, at the right time and in the right dose, in a pleasant and engaging way, based on technical, ethical, sustainability and market analyses. Focusing on children between the ages of 8 and 12, the team decided to incorporate a motivational system based on rewards to ensure that they take their medication correctly. The outcome is billy, a pill dispenser controlled via an app which allows carers to plan doses and release rewards, and children to autonomously take their medication. The system dispenses up to 21 doses of medication to the child through fingerprint authentication, and photographs the child taking the medication to reassure carers.