O aparelho de braço motorizado ajuda os utilizadores a viver de forma mais independente

A necessidade de produtos de robótica médica altamente específicos permitiu às empresas ajudar pacientes com uma grande variedade de necessidades, melhorando a vida das pessoas ao mesmo tempo que proporcionava mais independência.

As pessoas que sofreram um AVC ou traumatismo cerebral perdem frequentemente o uso de um dos seus braços. Uma variedade de métodos de fisioterapia que são utilizados, tais como exercício de habilidade motora; terapia de alcance de movimento; e treino de mobilidade que incorpora ajudas como bengalas, andarilhos e aparelhos. Myomo, uma empresa de robótica médica localizada em Boston, Massachusetts, desenvolveu uma órtese mioelétrica (aparelho de estimulação) que é motorizada para ajudar os pacientes a usar novamente a sua mão e o seu braço deficientes.

A Myoelectrics é uma tecnologia que utiliza sensores para reconhecer e medir os sinais elétricos gerados pelos músculos à medida que estes são contraídos. Estes sensores, também conhecidos como elétrodos, sentam-se sobre a pele e utilizam um controlador especialmente concebido para detetar até a mais ligeira contração muscular. O controlador desencadeia a ativação do motor para corresponder ao movimento pretendido pelo utilizador. Utilizando um conjunto de sensores e motores, os indivíduos podem controlar múltiplas características simultaneamente, tais como as do cotovelo e da mão da cinta elétrica Myomo.

É importante proporcionar mobilidade sem aumentar a tensão no resto do corpo.

As pessoas que sofreram um AVC ou traumatismo cerebral perdem frequentemente o uso de um dos seus braços. Uma variedade de métodos de fisioterapia que são utilizados, tais como exercício de habilidade motora; terapia de alcance de movimento; e treino de mobilidade que incorpora ajudas como bengalas, andarilhos e aparelhos. Myomo, uma empresa de robótica médica localizada em Boston, Massachusetts, desenvolveu uma órtese mioelétrica (aparelho de estimulação) que é motorizada para ajudar os pacientes a usar novamente a sua mão e o seu braço deficientes.

A Myoelectrics é uma tecnologia que utiliza sensores para reconhecer e medir os sinais elétricos gerados pelos músculos à medida que estes são contraídos. Estes sensores, também conhecidos como elétrodos, sentam-se sobre a pele e utilizam um controlador especialmente concebido para detetar até a mais ligeira contração muscular. O controlador desencadeia a ativação do motor para corresponder ao movimento pretendido pelo utilizador. Utilizando um conjunto de sensores e motores, os indivíduos podem controlar múltiplas características simultaneamente, tais como as do cotovelo e da mão da cinta elétrica Myomo. 

Figura 1: O MyoPro 2+ permite aos utilizadores viverem de forma mais independente através da utilização de robótica médica.

O principal objetivo da empresa e dos seus produtos é o de reabilitar uma pessoa que tenha perdido o uso de um braço, permitindo que os utilizadores recuperem o máximo de funcionalidade possível nos seus braços e mãos, permitindo-lhes viver de forma mais independente. Atividades diárias como puxar as calças ou a camisa, segurar uma chávena de iogurte com uma mão enquanto se apanha o iogurte com a outra mão, ou segurar um prato de jantar enquanto se serve uma refeição são formas de tornar acessível uma vida normal (ver Figura 1).

Ao contrário da substituição de um membro, uma abordagem comum para um amputado, uma cinta motorizada acrescenta peso adicional ao corpo. Isto significa que um importante objetivo de conceção da órtese MyoPro® 2+ myoelectric da empresa é minimizar o peso, mantendo ao mesmo tempo um elevado rendimento.

Durante o processo de conceção e desenvolvimento, a empresa foi encarregada de otimizar as capacidades de potência do aparelho com o seu peso global, para que o utente não tivesse de carregar mais peso do que o necessário, reduzindo a tensão no ombro e no pescoço. No início da conceção da órtese MyoPro 2+ Powered, a empresa decidiu utilizar dois motores de precisão concebidos e fabricados pela maxon precision motor. O MyoPro 2+ funciona através da leitura dos sinais eletromiográficos fracos (EMG) diretamente da superfície da pele do paciente sem a necessidade de implantes. Os sinais fracos ativam os motores maxon em miniatura para mover o braço e a mão como pretendido pelo utilizador, sem necessidade de estimulação elétrica.

Figura 2: Com um enfoque no conforto e no peso leve, o MyoPro 2+ utiliza motores e tecnologia de controlo altamente eficientes e compactos.

A articulação do cotovelo na cinta motorizada é movida utilizando o motor maxon DCX19, que oferece alta densidade de potência, alta eficiência, e funcionamento suave. Estes motores estão disponíveis numa vasta gama de tamanhos de 6–35 mm. Escovas de metais preciosos ou grafite e rolamentos de esferas ou sinterizados. Juntamente com o motor, o MyoPro 2+ incorpora a engrenagem planetária de baixo ruído da maxon para proporcionar uma operação silenciosa para manter a escora o mais discreta possível durante as atividades diárias (ver Figura 2).

Para operações manuais, o índice e o dedo médio do paciente são emparelhados para movimento. Isto proporciona um apoio adicional de preensão e estabilização. O motor utilizado é o maxon RE13, que também tem interface com um redutor planetário. Os motores RE13 são conhecidos pelo seu funcionamento em corrente contínua com eficiência energética, proporcionando mais de 90 por cento de eficiência. Tal como com outras linhas de motores maxon, estes motores são fornecidos em vários tamanhos, indo ao encontro de uma série de requisitos de binário e velocidade do utilizador.

Os motores com escovas DCX da maxon e os controladores de posicionamento EPOS e ESCON estão prontamente disponíveis online.

Durante as fases de protótipo para o MyoPro 2+, Myomo utiliza os controladores EPOS 50/5 e ESCON 24/2 da maxon como uma plataforma de desenho flexível para medir e afinar o funcionamento da cinta. Assim que as características motoras estejam corretamente alinhadas e ofereçam as funções e especificações operacionais corretas, a empresa integra a sua própria placa de circuito leve utilizando os parâmetros de controlo desenvolvidos durante a elaboração de protótipos. A placa de circuito é menor, mais compacta e mais leve, permitindo à empresa encaixar a unidade de controlo perto da junta do cotovelo, sem se intrometer no movimento do braço.

O MyoPro é recomendado por fisioterapeutas e ergoterapeutas, prescrito por um médico, e entregue por profissionais de ortopedia e próteses numa base casuística. Atualmente, o Myopro 2+ é o único dispositivo médico comercializado que pode restaurar a capacidade de um indivíduo de realizar as atividades da vida diária, tais como alimentar-se, transportar objetos, e fazer tarefas domésticas. Alguns pacientes puderam regressar ao trabalho, enquanto outros aprenderam a viver independentemente, reduzindo os custos relativos a cuidados adicionais e reabilitação.