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Bioengenharia Passos bem monitorados

Jordana Simões Ribeiro Martins, doutoranda do Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, participou da equipe que desenvolveu o equipamento

Esteira ergonômica analisa marcha e contribui para prevenção e tratamento fisioterápico

Problemas ao caminhar são comuns e podem afetar várias partes do corpo, principalmente joelhos, quadris, tornozelos e coluna. A forma como descarregamos o peso no chão determina como será o alinhamento das outras articulações. O diagnóstico geralmente é realizado em consultórios de fisioterapia a partir da observação ou filmagem da passada do paciente de maneira subjetiva. Com o objetivo de oferecer um diagnóstico mais preciso, foi desenvolvida durante os últimos três anos, por uma equipe do Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, uma esteira ergonômica instrumentada de baixo custo. O equipamento é capaz de captar o movimento contínuo de caminhada ou corrida, com várias passadas, o que representa ganho para a análise, gerando dados quantitativos para avaliação por profissionais da área da saúde como fisioterapeutas, ortopedistas e terapeutas ocupacionais. “O equipamento poderá contribuir muito para o trabalho preventivo e avaliativo nos consultórios”, explica a professora Angélica Araújo, do Curso de Fisioterapia. “Quanto mais objetividade trouxer para o tratamento, mais específico será o plano de tratamento, permitindo uma reabilitação de maior qualidade e até mais rápida”, ressalta a professora, que é preceptora do estágio Ortopedia, Traumatologia e Reumatologia.

“Para a análise de marcha, dois fatores são importantes: avaliar a cinemática, que representa o movimento dos membros durante a marcha, e também a cinética, que são as forças de impacto durante a caminhada ou corrida”, explica o professor Claysson Bruno Santos Vimieiro, coordenador do projeto de desenvolvimento da esteira e do Núcleo de Bioengenharia do Instituto Politécnico (Ipuc), que desenvolve projetos comuns às engenharias e à área da saúde. Também participaram do projeto a aluna Jordana Simões Ribeiro Martins, doutoranda do Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, o ex-aluno do Curso de Engenharia Mecânica (ênfase em Mecatrônica) Lucas Menezes Abdala e os alunos, também da graduação em Engenharia Mecânica (ênfase em Mecatrônica), Ettore Gabriel E. R. Braga e Mateus Henrique de C. Sapori. Para montagem do equipamento, foram utilizados recursos do Fundo de Incentivo à Pesquisa da Universidade (FIP PUC Minas).

Funcionamento da esteira

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“Além da avaliação inicial, a esteira nos ajudará a acompanhar a evolução do indivíduo no tratamento, possibilitando identificar possíveis falhas ou adaptações necessárias no plano de tratamento”

Professora Angélica Araújo, do Curso de Fisioterapia

A esteira desenvolvida captura os movimentos e os traduz em gráficos, usando os ângulos das articulações. Possui duas plataformas de força, instaladas debaixo da correia do equipamento, que capturam através de quatro células de carga a força das pisadas. A disposição das plataformas é uma inovação do dispositivo em relação a outros disponíveis no mercado. Nas esteiras tradicionais, as plataformas são distribuídas lateralmente. “A esteira geralmente tem uma fita no meio da correia indicando que o usuário não pode pisar nela. Os pés direito e esquerdo só podem tocar no seu respectivo lado da correia, obrigando o paciente a alterar a forma como ele caminha naturalmente”, explica o professor Claysson. Para resolver a questão, a solução foi colocar duas plataformas sequenciais, uma na parte dianteira e outra na traseira da esteira, permitindo que a pessoa caminhe da forma mais fisiológica possível. “Foi um grande desafio do projeto, porque dificulta a coleta dos dados de uma passada inteira”, afirma Claysson.

Para capturar os movimentos, a equipe utiliza o sensor para jogos Kinect. O equipamento é composto por câmera e sensores de profundidade e movimento que detectam 48 pontos de articulação do nosso corpo. Apesar de ser uma solução de baixo custo, a equipe trabalhará em uma próxima etapa do projeto a criação de um equipamento substituto, já que o Kinect tem previsão de ser descontinuado pelo fabricante. Outra etapa do projeto será a utilização de Inteligência Artificial para a leitura dos dados e indicação, para o profissional, das patologias mais prováveis. Esta etapa será desenvolvida em parceria com o Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Minas Gerais, pelo aluno de doutorado Diego Nascimento.

Outro diferencial do equipamento é o custo final de produção, que o torna acessível aos consultórios de fisioterapia para atendimento a pacientes que não são atletas. Os equipamentos que oferecem diagnóstico semelhante podem chegar a custar U$200 mil. “Existem vários softwares, para avaliar a marcha, que precisam de salas específicas, com equipamentos caros. Toda esta tecnologia é muito usada no âmbito de pesquisas, mas é inviável no âmbito clínico. Se criarmos novos instrumentos, mesmo que não façam todas as funções dos mais tecnológicos, mas que ofereçam um pouco mais de objetividade ao diagnóstico, já é muito bom”, explica a professora Angélica. “Além da avaliação inicial, a esteira nos ajudará a acompanhar a evolução do indivíduo no tratamento, tornando possível identificar possíveis falhas ou adaptações necessárias no plano de tratamento”, completa.

O projeto de desenvolvimento da esteira já foi concluído e agora passa pela etapa de testes com pacientes, com o auxílio do Curso de Fisioterapia. Os testes têm a aprovação do Comitê de Ética da Universidade. Também será feito um teste de validação com o sistema Qualisys, considerado padrão ouro em precisão de diagnóstico, para avaliar a margem de erro dos dados gerados pela esteira. Esta validação será realizada em parceria com a Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional da UFMG. A esteira passa pelo processo de patenteamento e em breve poderá ser comercializada.

Texto
Michelle Stammet
Fotos
Raphael Calixto
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