Desenvolvendo um dispositivo autônomo de eletroestimulação
Resumo
Na época atual a evolução e criação de equipamentos voltados a saúde atingiram um nível considerável, seja com o barateamento e avanço de tecnologias específicas na área de computação, hardwares e softwares, a globalização intensa e propagação de informações relacionadas. A grande demanda por equipamentos mais acessíveis na área terapêutica e com maior independência de um operador, justifica a procura por aprimorar sistemas já existentes ou inovar com novas ideias. A partir disso foi desenvolvido o Tekband® um sistema de eletroestimulação autônomo, capaz de auxiliar o movimento voluntário, afim de aumentar a qualidade funcional e execução motora de qualquer individuo. Neste projeto associamos a eletroestimulação a eletromiografia, com base em um conceito chamado Brain Computer Interface. Para a comunicação entre esses dois processos citados, entrada, aquisição do sinal (eletromiografia) e a saída (eletroestimulação) utilizamos o microcontrolador Arduino® Uno, possibilitando a sua programação e controle de acordo a nossa necessidade. O objetivo é Desenvolver um protótipo de eletroestimulação funcional autônoma, de baixo custo, dinâmico possibilitando diversas aplicações. O trabalho e composto basicamente em três etapas, sendo elas: A) Coleta de dados relativos ao funcionamento da contração muscular, conversão de correntes elétricas em correntes biológicas, parâmetros necessários para concepção do aparelho e suas aplicabilidades. B) desenvolvimento dos layouts, diagramas e possíveis modelos, busca por componentes compatíveis ao projeto e montagem final do protótipo. C) Testes em laboratório do aparelho. Após diversos ensaios, chegamos ao modelo final de placa que consegue captar sinais musculares e emitir sinais para estimulação.
Introdução
Há mais de 200 anos atrás Luigi Aloisio Galvani, medico, físico, biólogo e filosofo italiano, descreveu que um músculo poderia ser estimulado eletricamente, seguindo o seu trajeto nervoso (WANG et al., 2010). De acordo com Agne (2011), o termo eletroestimulação refere-se a emissão de impulsos elétricos gerados por equipamentos, apresentado características fisiológicas semelhantes aos sinais elétricos gerados pelo sistema nervoso, que levam a contração muscular. Para se promover uma eletroestimulação efetiva diversos fatores são levados em consideração desde a modulação da corrente até a técnica de aplicação. A modulação da corrente. envolve fatores como largura do pulso, frequência e intensidade; em relação a técnica de aplicação leva-se em conta fatores como região anatômica, impedância do tecido, tipo de eletrodo e duração do estimulo (SANTOS et al.,2016). O Tekband® foi desenvolvido com base na interface cérebro-computador (BCI - Brain Computer Interface) um tipo de sistema eletrônico capaz de detectar e interpretar os impulsos nervosos gerados pelo sistema nervoso, e com isso produzir uma resposta. As interfaces cérebro computador podem se apresentar de diferentes formas como, por exemplo: dispositivo para movimentar uma cadeira de rodas, ou auxiliar alguma função (ortese), e até mesmo substituir uma função (neuroprotese) (COSSIO et al., 2011). A tecnologia BCI objetiva estabelecer uma conexão rápida entre o cérebro e dispositivos externos, promovendo assim um controle rápido e intuitivo para determinadas tecnologias assistivas, desenvolvidas para a reabilitação de indivíduos que possuem déficits motores e sensoriais. Promovendo feedback em tempo real, assim também induzindo o SNC a neuroplasticidade (HUMMEL, FRIEDHELM, 2014; WANG et al., 2010). Vale ressaltar que a integridade neural tem importante relevância nesse processo, pois para uma eletroestimulação efetiva é de extrema importância que o trajeto do nervo esteja integro; Em casos que esta integridade esteja alterada existe a necessidade de se utilizar parâmetros diferentes quanto a Reobase e Cronaxia, e mesmo assim estar ciente que o musculo desenervado sofrera uma serie de alterações fisiológicas, bioquímicas e também articulares (ASHLEY et al., 2005). Com base na tecnologia BCI, foi desenvolvido um sistema de eletroestimulação funcional baseado em eletromiografia (FES-EMG), onde é possível gerar correntes elétricas que promovem a contração muscular, através de estímulos elétricos captados do próprio tecido, como mostra a figura 1. (COLOGNI et al., 2013). Este é apenas a introdução do artigo faço o download no link abaixo para a leitura completa.
O download do artigo completo pode ser realizado no link abaixo:
Agradecemos pelo interesse em nosso artigo !
Etapas
Entrada
Processamento
Saída
Participantes
Dias
Horas
Resultado
Desenvolvedores
Italo Amaral.Fisioterapelta.
"Um aprendizado sem precedentes."
Jadson Marliere.Eng. da computação.
"Um trabalho desafiador e unico."
José W. Junior.Eng. da computação.
"Um desafio técnico, um aprendizado épico."
Fotos
Apresentação
A apresentação foi realizada na Faculdade Metrocamp durante a Feira de Inovação e Técnologia que ocorreu nos dias 21 e 22 de novembro de 2017 das 19h00 e as 22h00. Foi realizada uma segunda apresentação no dia 02 de Dezembro de 2017 das 9h00 as 11h00 durante a Feira de Fisioterapia, Educação Física e Biomedicina.
Contato
Caso tenha interesse em mais informações sobre o projeto favor entrar em contato com qualquer um dos integrantes em um dos emails abaixo:
Italo Amaral:
italoamaraldeoliveira@gmail.com
Jadson Marliere:
jds.eng@gmail.com
José W junior:
junior.wagner.vieira@gmail.com
Conheça tambem o Tekband project !