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CPGEI (Mestrado) Wagner Luis Ripka-15/10/12

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industria
Quando 15/10/2012
das 14h00 até 18h00
Onde Sala C301
Nome do Contato Prof. Pedro Miguel Gewehr
Participantes Prof. Pedro Miguel Gewehr, Dr Orientador - UTFPR
Prof. Leandra Ulbricht, Dra Co-orientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Pedro Miguel Gewehr, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Luis Paulo Gomes Mascarenhas, Dr. - UnC
Prof. Bertoldo Schneider Júnior, Dr. - UTFPR
Prof. Gilberto Branco, Dr. - UTFPR
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Análise Fotogramétrica para Predição de Volume e Comportamento Respiratórios em Adolescentes

Resumo: Introdução: Diversas são as maneiras de se avaliar o sistema respiratório, entre elas destacam-se a pletismografia por indutância e análises cinemáticas tridimensionais, métodos de custo elevado e difícil transportabilidade. O emprego de um método alternativo baseado em imagem fotográfica (fotogrametria) emerge em um contexto como instrumento de baixo custo e de fácil transporte para análises respiratórias. Objetivo: o objetivo geral deste estudo consistiu em correlacionar volumes respiratórios obtidos por equipamento padrão de espirometria com um modelo biomecânico de análise fotogramétrica em jovens sem obstruções ou restrições respiratórias. Metodologia: foram avaliados 40 indivíduos (19 meninos) com idade entre 14 e 17 anos, dos quais foram excluídos indivíduos que apresentaram algum tipo de obstrução ou restrição respiratória. Foi realizado um mapeamento de superfície em pontos específicos e, com cada um, avaliado na posição decúbito dorsal, solicitou-se o teste de Capacidade Vital Forçada (CVF) com um espirômetro. O teste foi repetido e filmado três vezes. Dos filmes foram extraídas imagens referentes ao momento de máxima expiração e inspiração para tratamento fotogramétrico da prova com melhores índices respiratórios. Com o uso de um programa disponível no mercado foram definidas áreas e volumes pulmonares para regiões do tórax superior e inferior e abdômen superior e inferior. Além do teste espirométrico realizaram-se coletas da massa corporal, estatura, gordura corporal e comprimento torácico. Resultados: a idade média do grupo foi de 15,40±0,98 anos. Para massa corporal, estatura, percentual de gordura e comprimento torácico encontraram-se valores médios de 61,29±12,27kg, 1,66±0,09m, 22,70±6,49% e 25,54±1,87 cm, respectivamente. Ao comparar meninos e meninas apenas para a idade, não foi encontrada diferença estatisticamente significativa. A análise fotogramétrica encontrou valores fortemente correlacionados com as medidas espirométricas da CVF, Volume Expiratório Forçado no primeiro segundo (VEF1), Pico de Fluxo Expiratório (PFE) além da Inspiração realizada pós teste (IP). Encontrou-se maior mobilidade toracoabdominal em meninos quando comparados às meninas. Foi possível chegar a uma regressão com R² = 0,866 para prova de CVF e R² = 0,776 para IP com uso da fotogrametria. Conclusão: A fotogrametria para estudos de movimentos toracoabdominais por meio da aplicação de análises bidimensionais e tridimensionais em imagens adquiridas com a utilização de câmera filmadora se mostrou uma ferramenta útil, aplicável e reprodutível. Foi possível verificar um tipo de comportamento respiratório em adolescentes e associar as medidas obtidas na imagem com os valores mensurados com o uso do espirômetro. Também foi possível estimar o valor da CVF e do volume de ar inspirado em manobra de inspiração profunda.
Palavras-chave: Análise Respiratória; Fotogrametria; Espirometria; Adolescentes.

Photogrammetric Analysis For Prediction Of Respiratory and Volume Behavior in Adolescents

Abstract: Introduction: There are several ways to evaluate the respiratory system, among them inductance plethysmography and three-dimensional kinematic analysis, methods of high cost and difficult transportability. The use of an alternative method based on the photographic image (photogrammetry) emerges as an instrument of low cost and easy transportation for respiratory analysis. Objective: The objective of this study was to correlate respiratory volumes obtained by spirometry standard equipment with a biomechanical model photogrammetric analysis of adolescents. Methods: 40 patients (19 boys) were evaluated, aged between 14 and 17 years, excluded individuals who showed some sort of respiratory obstruction or restriction. We carried out a mapping of the surface at specific points and, with each one assessed in supine position it was performed a test for forced vital capacity (FVC) with a spirometer. The test was repeated three times and filmed. Images of the films were extracted for the moment of maximum expiration and inspiration for photogrammetric processing of proof with better breathing. With the use a program commercially available, areas and lung volumes were defined for the region of upper and lower chest, as well as top and bottom abdomen. In addition to spirometric test body weight, height, body fat and thoracic length were measure. Results: the mean age was 15.40 ± 0.98 years. For body mass, height, fat percentage and thoracic length, average values of 61.29 ± 12.27 kg, 1.66 ± 0.09 m, 22.70 ± 6.49% and 25.54 ± 1.87 cm were found, respectively. When comparing boys and girls at the age difference was not found statistically significant. The photogrammetric analysis has found values strongly correlated with the spirometric measurements of FVC, forced expiratory volume in one second (FEV1), Peak Expiratory Flow (PEF) in addition to post test performed Inspiration (IP). There was a higher thoracoabdominal mobility for boys than girls. It was possible to reach a regression R² = 0.866 for proof of FVC and R² = 0.776 for IP with the use of photogrammetry. Conclusion: photogrammetry can be used to study thoracoabdominal movements by applying analytical two-dimensional and three-dimensional images acquired using a video camera being, applicable and reproducible. It was possible to verify respiratory behavior in adolescents including measurements on the image with the values measured using the spirometer. It was also possible to estimate the value of FVC and volume of air breathed in deep inspiration maneuver.
Keywords: Respiratory Analysis, Photogrammetry, Spirometry, Adolescents.

Lista de publicações:
RIPKA, W. L., NEVES, E. B., RICIERI, D. V., ULBRICHT, L., GEWEHR, P. M. Análise Fotogramétrica para Predição de Volume e Comportamento Respiratório em Adolescentes In: XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica, 2012, Porto de Galinhas. Anais - CBEB 2012 p.2258 - 2262

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