{"id":15794,"date":"2020-11-09T10:35:57","date_gmt":"2020-11-09T13:35:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.eesc.usp.br\/comunicacao\/?p=15794"},"modified":"2021-04-03T23:24:48","modified_gmt":"2021-04-04T02:24:48","slug":"eesc-cria-exoesqueleto-robotico-para-reabilitar-pessoas-que-sofreram-avc","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/?p=15794","title":{"rendered":"EESC cria exoesqueleto rob\u00f3tico para reabilitar pessoas que sofreram AVC"},"content":{"rendered":"

Tecnologia pode ser controlada por algoritmos, que orientam as a\u00e7\u00f5es do equipamento no aux\u00edlio ao paciente<\/span><\/i><\/p>\n

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Sistema rob\u00f3tico auxiliar\u00e1 pacientes a realizar movimentos na reabilita\u00e7\u00e3o p\u00f3s-AVC. Foto: Henrique Fontes<\/figcaption><\/figure>\n

O Acidente Vascular Cerebral (AVC), popularmente conhecido como derrame, afeta anualmente milhares de pessoas no Brasil, e pode deixar sequelas graves, como a limita\u00e7\u00e3o ou perda dos movimentos das pernas, impossibilitando o indiv\u00edduo de caminhar. A reabilita\u00e7\u00e3o p\u00f3s-AVC \u00e9 fundamental para a recupera\u00e7\u00e3o do paciente, e com o objetivo de contribuir nesse processo, pesquisadores da Escola de Engenharia de S\u00e3o Carlos (EESC) da USP desenvolveram um exoesqueleto rob\u00f3tico capaz de auxiliar profissionais da \u00e1rea da sa\u00fade no tratamento de v\u00edtimas de AVC. Com base na for\u00e7a que o paciente faz durante um exerc\u00edcio, o equipamento identifica com precis\u00e3o em qual parte do membro inferior ele apresenta mais dificuldades, atuando de forma autom\u00e1tica na regi\u00e3o afetada para ajud\u00e1-lo a completar o movimento.\u00a0<\/span><\/p>\n

\u201cUm dos diferenciais do nosso exoesqueleto em rela\u00e7\u00e3o aos dispon\u00edveis no mercado \u00e9 que ele pode ser configurado para tratar v\u00e1rias articula\u00e7\u00f5es da perna do paciente ao mesmo tempo, como o tornozelo, joelho e quadril. Com essa possibilidade, n\u00f3s conseguimos proporcionar ao usu\u00e1rio uma recupera\u00e7\u00e3o muito mais r\u00e1pida e eficiente\u201d, explica Adriano Almeida Gon\u00e7alves Siqueira, coordenador do trabalho e professor do Departamento de Engenharia Mec\u00e2nica (SEM) da EESC. Nomeado \u201c<\/span>Exoesqueleto Modular de Membros Inferiores\u201d, o aparelho j\u00e1 possui uma patente registrada no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI).\u00a0<\/span><\/p>\n

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Tecnologia possui sensores que “medem” a for\u00e7a que o usu\u00e1rio realiza durante o exerc\u00edcio. Foto: Henrique Fontes<\/figcaption><\/figure>\n

Outro destaque do equipamento \u00e9 que ele pode ser controlado por algoritmos (c\u00f3digos de computador), desenvolvidos para mensurar a for\u00e7a realizada pelas pernas do usu\u00e1rio e definir como o exoesqueleto deve agir nas regi\u00f5es enfraquecidas, auxiliando o paciente a completar uma tarefa espec\u00edfica, como caminhar, subir e descer escadas, sentar e levantar. <\/span>\u201c<\/b>Uma das poss\u00edveis sequelas de quem sofre AVC \u00e9 ficar com o p\u00e9 ca\u00eddo, situa\u00e7\u00e3o em que a pessoa o arrasta no ch\u00e3o quando tenta andar. Com os nossos algoritmos atuando em conjunto com o exoesqueleto, n\u00f3s conseguimos identificar a gravidade dessa defici\u00eancia e ajudar o indiv\u00edduo a melhorar sua passada por meio de est\u00edmulos que s\u00e3o gerados pelas juntas do equipamento\u201d, afirma Felix Maur\u00edcio Escalante Ortega, criador dos c\u00f3digos e doutorando do Programa de P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia El\u00e9trica da EESC, onde \u00e9 orientado pelo professor Marco Henrique Terra, com coorienta\u00e7\u00e3o do professor Adriano Siqueira.<\/span><\/p>\n

Constru\u00eddo durante a pesquisa de doutorado do ex-aluno da EESC Wilian Miranda dos Santos, atualmente professor da Universidade Estadual Paulista (UNESP), em S\u00e3o Jo\u00e3o da Boa Vista, o aparelho pesa aproximadamente 11 kg e \u00e9 composto, basicamente, por um cinto p\u00e9lvico para fixa\u00e7\u00e3o ao tronco do paciente, juntas posicionadas nas principais articula\u00e7\u00f5es das pernas, sensores de for\u00e7a que monitoram a intera\u00e7\u00e3o entre o rob\u00f4 e o paciente, pequenos motores para impulsionar os movimentos do equipamento, cintas de velcro e um par de sapatos personalizados preso ao exoesqueleto. Para testar a tecnologia e avaliar a influ\u00eancia do equipamento em atividades que demandam esfor\u00e7o muscular, foram realizados diversos experimentos em uma esteira, onde um sujeito saud\u00e1vel interagiu com o exoesqueleto.<\/span><\/p>\n

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Exoesqueleto pode estimular v\u00e1rias articula\u00e7\u00f5es do paciente ao mesmo tempo. Foto: Henrique Fontes<\/figcaption><\/figure>\n

Os resultados mostraram que o sistema garantiu a estabilidade e seguran\u00e7a do contato entre o ser humano e o rob\u00f4, registrou alto desempenho na transmiss\u00e3o dos dados referentes \u00e0 for\u00e7a exercida pelo usu\u00e1rio, al\u00e9m de ter ajustado adequadamente o n\u00edvel de assist\u00eancia necess\u00e1ria do aparelho ao volunt\u00e1rio. Diante da atua\u00e7\u00e3o do sistema, os cientistas conclu\u00edram que os algoritmos desenvolvidos ofereceram uma solu\u00e7\u00e3o sob medida e promissora para fins de reabilita\u00e7\u00e3o, estimulando corretamente diferentes movimentos do indiv\u00edduo.\u00a0<\/span><\/p>\n

A doen\u00e7a<\/b> – O Acidente Vascular Cerebral ocorre quando os vasos que levam sangue ao c\u00e9rebro entopem ou se rompem, bloqueando a circula\u00e7\u00e3o sangu\u00ednea. Quanto mais r\u00e1pido o diagn\u00f3stico e o tratamento forem feitos, maiores s\u00e3o as chances de recupera\u00e7\u00e3o. Os principais sintomas do AVC s\u00e3o fraqueza ou formigamento no rosto, bra\u00e7o ou perna, confus\u00e3o mental, altera\u00e7\u00f5es na fala, vis\u00e3o e equil\u00edbrio e dor de cabe\u00e7a s\u00fabita e intensa. Segundo o Minist\u00e9rio da Sa\u00fade, o derrame \u00e9 a segunda maior causa de morte no Brasil, ficando atr\u00e1s apenas dos \u00f3bitos por problemas card\u00edacos isqu\u00eamicos. Em 2018, foram registrados 197 mil atendimentos no Sistema \u00danico de Sa\u00fade (SUS) em decorr\u00eancia de AVC, que pode ser tratado de forma gratuita.\u00a0<\/span><\/p>\n

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Felix (\u00e0 esquerda) e o professor Adriano. Foto: Henrique Fontes<\/figcaption><\/figure>\n

Segundo os pesquisadores da EESC, o n\u00famero de casos da doen\u00e7a deve aumentar nos pr\u00f3ximos anos em fun\u00e7\u00e3o do envelhecimento da popula\u00e7\u00e3o mundial, j\u00e1 que sua incid\u00eancia \u00e9 maior entre os idosos, o que evidencia a import\u00e2ncia da cria\u00e7\u00e3o de novas t\u00e9cnicas de reabilita\u00e7\u00e3o. Os especialistas contam que os pr\u00f3ximos passos do trabalho desenvolvido na USP envolvem a realiza\u00e7\u00e3o de testes com pacientes que sofreram AVC. A expectativa dos cientistas \u00e9 de que a nova tecnologia, criada no Laborat\u00f3rio de Reabilita\u00e7\u00e3o Rob\u00f3tica do SEM, possa estar no mercado em at\u00e9 cinco anos.\u00a0<\/span><\/p>\n

As pesquisas foram financiadas pela Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (FAPESP), Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient\u00edfico e Tecnol\u00f3gico (CNPq) e Coordena\u00e7\u00e3o de Aperfei\u00e7oamento de Pessoal de N\u00edvel Superior (CAPES). Os resultados obtidos nos estudos geraram cinco artigos cient\u00edficos que foram divulgados em revistas do exterior e em um evento acad\u00eamico internacional. Confira, abaixo, a lista de todos os trabalhos produzidos e o v\u00eddeo demonstrativo do prot\u00f3tipo desenvolvido na USP.\u00a0<\/span><\/p>\n

Optimal impedance via model predictive control for robot-aided rehabilitation\u00a0<\/span><\/i><\/a><\/p>\n

Design and Control of a Transparent Lower Limb Exoskeleton In: Biosystems & Biorobotics<\/span><\/i><\/a>\u00a0<\/span><\/i><\/p>\n

Robust Kalman Filter and Robust Regulator For Discrete-time Markovian Jump Linear Systems: Control of Series Elastic Actuators<\/span><\/i><\/a>\u00a0<\/span><\/i><\/p>\n

Impedance Control for Robotic Rehabilitation: A Robust Markovian Approach<\/span><\/i><\/a><\/p>\n

Robust Markovian Impedance Control applied to a Modular Knee-Exoskeleton<\/span><\/i>, <\/span>apresentado no <\/span>21st IFAC World Congress<\/span><\/i>, ocorrido este ano em Berlim, na Alemanha.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n