Implementação de um dinamômetro biomédico para medição das forças de flexão e extensão dos músculos do punho

Abstract

A mensuração das forças musculares da mão, incluindo dedos e punho, desempenha um papel essencial em áreas como reabilitação física, ergonomia e avaliação clínica. O dinamômetro biomédico é amplamente reconhecido como o dispositivo padrão para essa finalidade. Este trabalho tem como objetivo a implementação de um dinamômetro biomédico para medição das forças de flexão e extensão do punho. Uma revisão sistemática de trabalhos que apresentaram a construção de dinamômetros biomédicos utilizados para a medição de forças do punho foi realizada com o objetivo de levantar as tecnologias utilizadas e nortear as inovações a serem implementadas. Para o desenvolvimento do dinamômetro foram utilizadas duas células de carga precisas do tipo viga de flexão, além de programação em Python com o uso do framework Dash para o desenvolvimento da interface web interativa, monitoramento em tempo real, armazenamento e análise das medições. Também foi implementada uma estrutura ergonômica para medição, que contribui para tornar as medições mais eficazes, oferecendo ao usuário conforto e estabilidade. Os testes em laboratório mostraram que o dinamômetro oferece medições precisas e estáveis com erro médio das células de carga em 1,76%, precisão e acurácia médias em 98,995% e 98,705%, respectivamente, garantindo assim, que a estrutura é confiável e tem bom desempenho. Com base no histórico de dinamômetros de punho já desenvolvidos, o protótipo desenvolvido neste trabalho contribui significativamente para a área de reabilitação física, permitindo uma avaliação precisa das forças do punho e podendo servir de apoio na evolução do tratamento de saúde.

The measurement of hand muscle forces, including fingers and wrist, plays an essential role in areas such as physical rehabilitation, ergonomics and clinical evaluation. The biomedical dynamometer is widely recognized as the standard device for this purpose. This work aims to implement a biomedical dynamometer for measuring wrist flexion and extension forces. A systematic review of studies that presented the construction of biomedical dynamometers used for measuring wrist forces was carried out with the aim of surveying the technologies used and guiding the innovations to be implemented. Two precise load cells of the flexion beam type were used for the development of the dynamometer, in addition to programming in Python using the Dash framework for the development of the interactive web interface, real-time monitoring, storage and analysis of measurements. An ergonomic structure for measurement was also implemented, which contributes to making measurements more effective, offering the user comfort and stability. Laboratory tests have shown that the dynamometer provides accurate and stable measurements with an average load cell error of 1.76%, average precision and accuracy of 98.995% and 98.705%, respectively, thus ensuring that the structure is reliable and performs well. Based on the history of wrist dynamometers already developed, the prototype developed in this work contributes significantly to the area of physical rehabilitation, allowing an accurate assessment of wrist forces and can serve as support in the evolution of health treatment.