Performance evaluation of nebulizers based on aerodynamic droplet diameter characterization using the Direct Laminar Incidence (DLI)

Abstract Introduction Optical microscope images can be useful to evaluate nebulizers considering the size of droplets produced by these devices. From this perspective, the proposed method was compared to the classic concept of Mass Median Aerodynamic Diameter (MMAD) for the ideal droplet size between 0.5-5.5 µm. Methods We tested a sample of five home nebulizers sold on the Brazilian market. A high-speed camera coupled to a microscope obtained images of the droplets during the nebulization process, which allowed us to characterize the diameter of the aero-dispersed droplets. The Count Median Aerodynamic Diameter (CMAD) was used as measurement parameter. Results The images obtained during the nebulization process with the five different nebulizers provided data to determine the frequency distribution of the aero-dispersed droplet population. Successive images were obtained in the range of 2.0s to evaluate the dynamic behavior of the droplets. The generated data also allowed the elaboration of histograms emphasizing the ideal diameter range of droplets between 0.5 and 5.5 μm. Conclusion The Direct Laminar Incidence (DLI) model using digital image processing technique allowed the characterization of respirable particles. This model proposes the creation of a range of optimum absorption of the droplets by the respiratory tract. Although there is a technical limitation in the direct acquisition of images due to the depth of focus, presenting an error of 9.3%, the described method provides consistent results when compared to other droplets characterization techniques. Thus, the authors believe that Direct Laminar Incidence (DLI) is a viable method to assess the performance of nebulizers despite the requirement of adjustments and possible improvements required to minimize measurement errors.

In vitro evaluation of a closed-loop feedback system for dopamine concentration control

Introduction It is well known that Parkinson’s disease is related to a deficit of dopamine (DA) in the region of the brain called the corpus striatum. The aim of this work is to demonstrate the possibility of in vitro closed-loop control of the DA concentration levels. Methods By applying the electrochemical technique of fast scan cyclic voltammetry (FSCV), the measured values were compared with previously selected ones, and the system made decisions to control infusion pumps by dynamically adjusting the DA concentration in a continuous flow injection cell. Low-cost hardware was used for the acquisition and control signals (Arduino board), whereas for processing the collected data, graphical programming software (LabView) was used. Results The resolution of the system was approximately 0.4 µmol/L, with a time correction of the concentration adjustable between 1 and 90 seconds. The system allowed control of the DA concentration between 1 and 10 µmol/L with an error of approximately +/– 0.8 µmol/L. Conclusion Although designed to control the DA concentration, the system could be used to control, within the range of the developed FSCV, the concentration of other substances or to turn on brain stimulators. These results encourage the possibility of using the system in clinical studies (in vivo).

Formulação de equação preditiva do Vo2max baseada em dados que independem de exercícios físicos independem de exercícios físicos / Formulation of predict equation the Vo2max based in information independent of physical exercise

Este trabalho apresenta uma metodologia capaz de predizer o consumo absoluto e relativo de oxigênio a partir de dados fisiológicos básicos do indivíduo sem a realização de esforço físico. Inicialmente descrevem-se as motivações que conduziram a este trabalho, os princípios gerais dos testes de esforço físico e as técnicas realizadas para se medir e/ou predizer o VO2max em indivíduos aparentemente saudáveis, utilizando-se de dados obtidos a partir de 30 sujeitos universitários entre 20 a 30 anos (23,4 anos ± 3,18 anos). Usando-se destas informações, propõe-se uma equação objetivando a predição do VO2max, baseada no elevado coeficiente de correlação existente entre a absorção de oxigênio por unidade de tempo e a freqüência cardíaca r = 0,9148. Demonstra-se mediante testes preliminares, que o modelo matemático proposto apresenta índice de acerto próximo às medidas obtidas diretamente em laboratório por técnicas ergoespirométricas, com erro percentual inferior a 6%. A utilização deste modelo proporciona uma primeira estimativa útil para uma triagem rápida e uma possível classificação de grandes grupos de indivíduos quanto ao grau da aptidão cardiorrespiratória.

Desenvolvimento de um equipamento eletrocirúrgico com saída não chaveada / Development of an Electrosurgical Unit designed to study the electrosurgery parameters

Neste trabalho são discutidos os resultados do desenvolvimento de um protótipo de um equipamento adequado para certificação de acordo com as normas brasileiras. O equipamento foi implementado com eletrônica analógica e circuitos digitais de processamento discreto. O protótipo obedece ao mais rígido critério de regulação de potência aplicada ao paciente (10 por cento ou 5 W de erro máximo, o que for menor) da norma brasileira. Uma etapa de potência com saída senoidal, utilizando transistores bipolares em região ativa, foi utilizada em oposição às saídas chaveadas tradicionais (moduladas, geralmente, por largura de pulso - PWM). Estes tipos de saídas são discutidos comparativamente, tanto os aspectos de projeto quanto aspectos referentes às características espectrais e de transferência de potência útil para o paciente. Os problemas encontrados na tecnologia adotada para o estágio de saída são apresentados e suas vantagens e desvantagens discutidas na seção final. Um método inédito de regulação de potência ativa em altas freqüências, que responde às modificações da impedância do tecido sob intervenção eletrocirúrgica em menos de 1 ms também é discutivo em detalhes. Outro aspecto de peculiar dificuldade é o transformador de saída dos equipamentos eletrocirúrgicos, que opera em freqüências acima de 300 kHz, o que faz com que o comportamento de sua impedância intrínseca exija cuidados especiais, sendo apresentadas algumas técnicas e soluções de projeto para o mesmo.

Anais do IV Fórum Nacional de Ciência e Tecnologia em Saúde / Annals of IV National Forum on Health Science and Tecnology

Apresenta 284 trabalhos apresentados no IV Fórum Nacional de Ciência e Tecnologia em Saúde, divididos em 19 tópicos com índices de palavras-chave e de autores (CAC)

Projeto de bobinas para biotelemetria. Parte II: acoplamento entre bobina circular e solenóide / Coils project for biotelemetria. Parte II: coupling between circular and solenoid coils

Métodos simplificados para o cálculo de mútua indutância entre uma bobina circular e solemóide, visando a otimização de sistemas de comunicação aplicados à biotelemetria, são apresentados e discutidos em detalhes. Resultados experimentais, mostrando o grau de validade da análise desenvolvida, são também apresentados.

Simplified methods for calculation of the mutual inductance between a circular coil and solenoid, devised to optimize the communication systems applied in biotelemetry, are presented and discussed in details. Experimental results, showing the degree of validation of the developed analysis, are also presented.

Projeto de bobinas para biotelemetria. Parte I: acoplamento entre bobinas circulares / Coils project for biotelemetry. Parte I: coupling between circular coils

Métodos simplificados para o cálculo da mútua indutância entre duas bobinas circulares coaxiais, visando a otimização de sistemas de comunicação aplicados à biotelemetria, são apresentados e discutidos em detalhes. Resultados experimentais, mostrando o grau de validade de análise desenvolvida, são também apresentados.

Simplified methods for calculation of the mutual inductance between two circular coaxial coils, devised to optimize the communication systems applied in biotelemetry, are presented and discussed in details. Experimental results, showing the degree of validation of the developed analysis, are also presented.