Pesquisadores da CMU dizem que dispositivo de bioengenharia robótica poderia auxiliar na reabilitação do tornozelo

Pesquisadores da CMU dizem que dispositivo de bioengenharia robótica poderia auxiliar na reabilitação do tornozelo

21 maio
Postado por Categoria: Blog

Um wearable (tecnologia vestivel) é um dispositivo macio, capaz de imitar músculos, tendões e ligamentos, poderia ser utilizado na reabilitação de pacientes com problemas nos tornozelos e pé, disse Yong-Lae Park, professor assistente de robótica na Carnegie Mellon University.

Park, ao lado dos colegas da Harvard University, da University of Southern California, MIT e BioSensics, desenvolveram um dispositivo ortopédico ativado por plásticos macios e materiais compósitos, em vez de um exoesqueleto rígido. Os materiais suaves, combinados com músculos pneumáticos artificiais (PAMs), sensores leves e software de controle avançado, tornou possível que o dispositivo robótico pudesse provocar movimentos naturais do tornozelo.

Park afirmou que a abordagem poderia ser usada para criar dispositivos de reabilitação para outras articulações do corpo ou mesmo para criar exoesqueletos suaves que aumentam a força do usuário.

O dispositivo robótico seria adequado para ajudar as pessoas com doenças neuromusculares do pé e tornozelo associada com paralisia cerebral, esclerose lateral amiotrófica, esclerose múltipla ou AVC – todas doenças capazes de provocar algum tipo de paralisia. As de tornozelo convencionais podem melhorar o movimento do pé, mas o uso de longo prazo pode conduzir a atrofia muscular devido ao desuso.

Os dispositivos podem melhorar a função e também ajudar a re-educar o sistema neuromuscular, disse Park. “Mas a limitação de um exoesqueleto tradicional é justamente a limitação do grau de liberdade natural do corpo”, acrescentou. O tornozelo é, naturalmente, capaz de um movimento tridimensional complicada, mas exoesqueletos mais rígidos permitem apenas um único ponto de pivô.

O dispositivo ortótico suave, por contraste, permitiu aos investigadores a imitar a estrutura biológica da parte inferior da perna. Tendões artificiais do dispositivo foram anexados quatro PAMs, que correspondem aos três músculos da perna dianteira e a um na parte de trás que controlam o movimento do tornozelo. O protótipo foi capaz de gerar uma gama de movimento do tornozelo sagital de 27 graus – suficiente para uma marcha de pé normal.

A desvantagem, no entanto, é que o dispositivo macio é mais difícil de controlar do que um exoesqueleto rígido. É necessário, portanto, a detecção mais sofisticada para controlar a posição do tornozelo e do pé junto a um sistema mais inteligente para controlar o movimento do pé, disse Park.

Entre as inovações no dispositivo estão os sensores feitos de uma pele artificial sensível ao toque, folhas de borracha finas que contêm longas microcanais cheias de uma liga de metal líquido. Quando estas folhas de borracha são esticadas ou prensadas, as formas dos microcanais mudam, o que por sua vez faz com que as alterações na resistência eléctrica deem liga. Estes sensores foram posicionados no topo e na parte lateral do tornozelo.

Park também disse que ainda é necessário fazer trabalhos acionais para a usabilidade do dispositivo. Isso inclui músculos artificiais que são menos volumosos do que os PAMs produzidos comercialmente. Park falou de um projeto posterior, que deveria ser apresentado em uma próxima conferência técnica, utilizada atuadores planas, strap-like no lugar dos PAMs cilíndricos.

O dispositivo ainda precisão ser testados em pacientes para determinar sua usabilidade em reabilitação.

Fonte: www.eurekalert.org

 

Por: Marina Caxias | Texto Aprovado pelo Conselho Científico do Instituto Biomédico – IBAP

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