{"id":26180,"date":"2022-05-19T10:30:40","date_gmt":"2022-05-19T13:30:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/?p=26180"},"modified":"2022-05-27T14:25:52","modified_gmt":"2022-05-27T17:25:52","slug":"realidade-virtual-estimulacoes-eletricas-e-muita-engenharia-com-foco-na-recuperacao-de-vitimas-de-avc","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/?p=26180","title":{"rendered":"Realidade virtual, estimula\u00e7\u00f5es el\u00e9tricas e muita engenharia com foco na recupera\u00e7\u00e3o de v\u00edtimas de AVC"},"content":{"rendered":"

Considerada a segunda principal causa de morte no mundo, com mais de 10% dos \u00f3bitos, e a principal causa de incapacidade permanente, com mais de 15 milh\u00f5es de novos casos a cada ano e 50 milh\u00f5es de sobreviventes, a maioria com sequelas, de acordo com a Organiza\u00e7\u00e3o Mundial de Sa\u00fade, o Acidente Vascular Cerebral (AVC) extrapolou as fronteiras da Medicina e tem sido tema de estudos e pesquisas tamb\u00e9m na \u00e1rea da Engenharia, com o objetivo de desenvolver op\u00e7\u00f5es cada vez mais sofisticadas e assertivas de recupera\u00e7\u00e3o \u00e0s v\u00edtimas.<\/p>\n

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Anklebot em teste no Laborat\u00f3rio de Reabilita\u00e7\u00e3o Rob\u00f3tica da EESC<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

\u00c9 nesse campo do conhecimento que a terapia rob\u00f3tica ganhou for\u00e7a e vem sendo inserida no tratamento de pessoas que sofreram AVC. Para aprimorar os dispositivos utilizados nessa terapia complementar, cerca de 15 pesquisadores do Laborat\u00f3rio de Reabilita\u00e7\u00e3o Rob\u00f3tica, do Centro de Engenharia Aplicada \u00e0 Sa\u00fade (CEAS) da Escola de Engenharia de S\u00e3o Carlos (EESC) da USP, que atua nessa \u00e1rea de conhecimento desde 2006, est\u00e3o conduzindo um projeto que prop\u00f5e desenvolver e avaliar estrat\u00e9gias adaptativas h\u00edbridas para a reabilita\u00e7\u00e3o rob\u00f3tica do caminhar, em pacientes hemipar\u00e9ticos, reduzindo assim suas limita\u00e7\u00f5es p\u00f3s-AVC. O grupo \u00e9 formado por alunos de p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o (mestrados\/doutorados), p\u00f3s-doutorados, bem como alunos de Inicia\u00e7\u00e3o Cient\u00edfica.<\/p>\n

Com o dispositivo rob\u00f3tico de tornozelo chamado Anklebot\u00ae, desenvolvido no MIT (Massachusetts Institute of Technology) pelo Prof. Hermano Igo Krebs, os pesquisadores avaliam e definem os algoritmos de controle adaptativos e novas interfaces de comunica\u00e7\u00e3o entre o usu\u00e1rio e o sistema de exoesqueleto, de modo a investigar o desempenho neuromuscular e funcional dos indiv\u00edduos e facilitar os movimentos do tornozelo. O dispositivo permite maior controle na assist\u00eancia durante os movimentos, boa din\u00e2mica na terapia, por meio da repetitividade de tarefas, al\u00e9m de maior motiva\u00e7\u00e3o durante o treinamento atrav\u00e9s do uso de jogos interativos e a redu\u00e7\u00e3o de custos nos cuidados de sa\u00fade.<\/p>\n

\u201cEm fun\u00e7\u00e3o das caracter\u00edsticas particulares de cada paciente ou dos diferentes comportamentos din\u00e2micos de uma mesma pessoa durante a intera\u00e7\u00e3o com exoesqueletos, estrat\u00e9gias adaptativas e robustas podem fornecer um tratamento espec\u00edfico que se adapte a estas necessidades e mudan\u00e7as. Como forma de potencializar essas estrat\u00e9gias, a associa\u00e7\u00e3o de dispositivos rob\u00f3ticos com terapias alternativas como sistemas de Realidade Virtual (RV) e Estimula\u00e7\u00e3o El\u00e9trica Funcional (FES, do ingl\u00eas Functional Electrical Stimulation<\/em>) pode ser uma metodologia adicional ao tratamento fisioterap\u00eautico convencional. Como sistemas rob\u00f3ticos de reabilita\u00e7\u00e3o usam principalmente algoritmos assistivos, a associa\u00e7\u00e3o com um programa baseado em RV pode estimular o paciente a melhorar seu pr\u00f3prio desempenho motor\u201d, explica Adriano Almeida Gon\u00e7alves Siqueira, professor do Departamento de Engenharia Mec\u00e2nica da EESC e coordenador do projeto.<\/p>\n

Estrat\u00e9gias adaptativas<\/strong><\/p>\n

As estrat\u00e9gias adaptativas propostas no projeto baseiam-se principalmente no esfor\u00e7o que o paciente realiza durante o processo de reabilita\u00e7\u00e3o, que pode ser estimado a partir dos torques e dos par\u00e2metros de imped\u00e2ncia (rigidez e amortecimento) das articula\u00e7\u00f5es da pessoa. A estimativa do torque do paciente pode ser realizada diretamente utilizando sensores de for\u00e7a, como c\u00e9lulas de carga multieixos, ou indiretamente, utilizando outras fontes de informa\u00e7\u00e3o, tal como o torque fornecido pelo exoesqueleto. Nesse caso, a vantagem desta abordagem est\u00e1 em n\u00e3o ser necess\u00e1ria a utiliza\u00e7\u00e3o de sensores de for\u00e7a, diminuindo assim o custo final do sistema.<\/p>\n

O projeto contempla o desenvolvimento e a integra\u00e7\u00e3o de alguns sistemas, cada um cumprindo sua fun\u00e7\u00e3o, em um framework<\/em> de reabilita\u00e7\u00e3o com exoesqueletos. O Sistema Integrado de Realidade Virtual e Exoesqueletos de membros inferiores, por exemplo, utiliza um equipamento de realidade virtual HTC Vive para interagir com os exoesqueletos existentes no laborat\u00f3rio. Nesse sentido, explica Siqueira, \u201cs\u00e3o criados ambientes virtuais, considerando a caminhada em esteira e no solo, de modo que as estrat\u00e9gias adaptativas propostas sejam avaliadas em um ambiente imersivo. Para isso, usamos t\u00e9cnicas que garantem uma movimenta\u00e7\u00e3o ampla no ambiente virtual, mesmo que o usu\u00e1rio caminhe sobre a esteira ou no solo em ambiente limitado, conceito chamado de Caminhada Infinita\u201d.<\/p>\n

Tamb\u00e9m s\u00e3o utilizadas t\u00e9cnicas que simulem, atrav\u00e9s da intera\u00e7\u00e3o do exoesqueleto com o usu\u00e1rio, diferentes condi\u00e7\u00f5es de contato com o ambiente virtual. Por exemplo, os atuadores do exoesqueleto podem simular um amortecimento maior quando, no ambiente virtual, o usu\u00e1rio estiver caminhando dentro de uma piscina.<\/p>\n

Outro recurso inserido no projeto \u00e9 o Sistema de Identifica\u00e7\u00e3o das Fases do Caminhar, que conta com um dispositivo com uma unidade inercial de medida e sensores de contato. O coordenador do grupo de pesquisadores descreve: \u201cPodemos usar abordagens de aprendizado supervisionado e n\u00e3o supervisionado. No primeiro caso, utilizamos classificadores lineares param\u00e9tricos para a detec\u00e7\u00e3o e algoritmos de aprendizado supervisionado, como M\u00e1quinas de Vetores de Suporte, Algoritmos Gen\u00e9ticos e Recozimento Simulado, que servem para otimizar esses par\u00e2metros. Tamb\u00e9m podem ser utilizados algoritmos n\u00e3o supervisionados adaptativos baseados, por exemplo, em Modelos Ocultos de Markov (HMM, do ingl\u00eas Hidden Markov Models<\/em>)\u201d.<\/p>\n

O framework<\/em> em desenvolvimento contempla ainda o Sistema de Estimativa da Fadiga Muscular gerada pela aplica\u00e7\u00e3o de FES, baseada nos valores estimados dos torques ativos do paciente, dos par\u00e2metros de rigidez e amortecimento fornecidos pelo sistema de Modelos de Intera\u00e7\u00e3o Paciente\/Exo e dos sinais de eletromiografia (EMG).<\/p>\n

\u201cAs estimativas de torque e dos par\u00e2metros de rigidez e amortecimento s\u00e3o realizadas considerando as metodologias do Momento Generalizado, do filtro de Kalman e poss\u00edveis combina\u00e7\u00f5es entre estas e outras abordagens\u201d, esclarece Siqueira.<\/p>\n

Para efeitos de otimiza\u00e7\u00e3o, o framework<\/em> tamb\u00e9m conta com o Sistema de Controle Adaptativo de FES. Neste sistema, as informa\u00e7\u00f5es geradas pelos sistemas de identifica\u00e7\u00e3o das fases do caminhar e de estimativa da fadiga s\u00e3o utilizadas para definir, de forma adaptativa e considerando solu\u00e7\u00f5es \u00f3timas, os per\u00edodos e as intensidades de aplica\u00e7\u00e3o de FES.<\/p>\n

Apoio e pr\u00f3ximos passos<\/strong><\/p>\n

A evolu\u00e7\u00e3o do projeto conta com uma rede fundamental de apoio. O dispositivo rob\u00f3tico Anklebot foi adquirido em 2012 com recursos da Pr\u00f3-Reitoria de Pesquisa durante a cria\u00e7\u00e3o do N\u00facleo de Estudos Avan\u00e7ados em Reabilita\u00e7\u00e3o (NEAR), formado por professores da EESC\/USP, da Faculdade de Medicina, da Escola Polit\u00e9cnica e da Escola de Artes, Ci\u00eancias e Humanidades (EACH – USP Leste), entre outros institutos da universidade.<\/p>\n

Ao longo dos \u00faltimos anos, o Laborat\u00f3rio de Reabilita\u00e7\u00e3o Rob\u00f3tica teve apoio da CAPES, CNPq e, principalmente, da FAPESP, por meio de projetos regulares, incluindo este projeto atual, que se encontra em fase de finaliza\u00e7\u00e3o das ferramentas de intera\u00e7\u00e3o entre o paciente e o rob\u00f4.<\/p>\n

\u201cJ\u00e1 realizamos testes com pessoas h\u00edgidas, ou seja, sem patologia, e estamos evoluindo para a realiza\u00e7\u00e3o de testes piloto com pacientes para, na sequ\u00eancia, realizarmos testes cl\u00ednicos com pacientes, que contar\u00e3o com o apoio de fisioterapeutas, em especial, da Universidade Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), em mais uma importante parceria\u201d, destaca Siqueira.<\/p>\n

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Volunt\u00e1rio durante teste do Anklebot<\/figcaption><\/figure>\n

Confiante no avan\u00e7o do projeto, o coordenador conclui: \u201cA ideia geral dos estudos de Reabilita\u00e7\u00e3o Rob\u00f3tica \u00e9 proporcionar ao paciente uma recupera\u00e7\u00e3o mais r\u00e1pida dos movimentos perdidos devido ao AVC, utilizando estrat\u00e9gias de intera\u00e7\u00e3o entre ele e o rob\u00f4 que sejam seguras e eficientes. \u00c9 o que acreditamos acontecer neste nosso estudo, que soma como mais uma vantagem a possibilidade de identificar as defici\u00eancias espec\u00edficas de cada pessoa e configurar o rob\u00f4 de forma a trat\u00e1-las de maneira personalizada, o que pode acelerar o processo de recupera\u00e7\u00e3o e, naturalmente, garantir mais qualidade de vida ao paciente\u201d.<\/p>\n

Por Denis Dana, para a Assessoria de Comunica\u00e7\u00e3o da EESC<\/span><\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Centro de Engenharia aplicado \u00e0 Sa\u00fade da EESC-USP aprimora terapia rob\u00f3tica focada no restabelecimento mais r\u00e1pido do paciente. <\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":26434,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[37],"tags":[],"class_list":["post-26180","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-noticias","entry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26180","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=26180"}],"version-history":[{"count":26,"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26180\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":26380,"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26180\/revisions\/26380"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/26434"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=26180"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=26180"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=26180"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}