Equipamento assistivo modular para reabilitação motora de membros inferiores

Abstract

As Tecnologias Assistivas são recursos tecnológicos desenvolvidos para melhorar o desempenho funcional e aprimorar habilidades, promovendo a autonomia e independência do ser humano. No contexto da reabilitação motora, essas tecnologias desempenham um papel essencial na recuperação de pacientes com dificuldades de movimento. No entanto, a complexidade e o custo elevado desses recursos frequentemente limitam o acesso para uma grande parte da população. Este estudo desenvolve uma solução acessível e eficiente para reabilitação motora. O objetivo deste estudo consiste em projetar um equipamento assistivo modular voltado para a reabilitação dos membros inferiores de pacientes com dificuldades de locomoção ou mobilidade temporariamente reduzida. O método aplicado abrange o dimensionamento e a integração de mecanismos Openbuilds (um conjunto de componentes mecânicos que permitem a construção de máquinas e projetos de automação) com sistemas eletropneumáticos. Os sistemas eletropneumáticos são controlados por uma placa de Arduino Mega 2560, que envia sinais às válvulas direcionais controladas por solenoides, permitindo o acionamento dos atuadores pneumáticos. A modelagem e animação do equipamento, simulando um paciente em fase de reabilitação foram desenvolvidas no ambiente do Inventor Studio, utilizando o software Autodesk Inventor 2024. O equipamento é composto por quatro módulos de reabilitação: o primeiro atende os joelhos com movimentos de flexão e extensão; o segundo atende o quadril com movimentos de abdução e adução; o terceiro atende o quadril com movimentos de flexão e extensão; e o quarto atende os tornozelos com movimentos de flexão dorsal e flexão plantar, tendo como resultado deste estudo a solução accessível e eficiente na reabilitação motora. Os testes experimentais demonstram que o sistema eletropneumático, realiza um processo de terapia para cada módulo de reabilitação, configurado para três sessões de 20 ciclos, com intervalos de descanso de 1 minuto entre as sessões. Por tanto, este estudo oferece tecnologia social accessível, promovendo a inclusão social de indivíduos com disfunções motoras. As limitações do trabalho incluem a necessidade de testes clínicos mais extensivos para validar a eficácia em ambientes reais de reabilitação.

Assistive Technologies are technological resources developed to enhance functional performance and improve skills, promoting human autonomy and independence. In the context of motor rehabilitation, these technologies play an essential role in the recovery of patients with movement difficulties. However, the complexity and high cost of these resources often limit access for a large portion of the population. This study develops an accessible and efficient solution for motor rehabilitation. The objective of this study is to design a modular assistive device aimed at rehabilitating the lower limbs of patients with mobility impairments or temporarily reduced mobility. The method applied involves the sizing and integration of Openbuilds mechanisms (a set of mechanical components that allows the construction of machines and automation projects) with electropneumatic systems. These electropneumatic systems are controlled by an Arduino Mega 2560 board, which sends signals to solenoidcontrolled directional valves, enabling the activation of pneumatic actuators. The modeling and animation of the equipment, simulating a patient in the rehabilitation phase, were developed in the Inventor Studio environment using Autodesk Inventor 2024. The device consists of four rehabilitation modules: the first targets the knees with flexion and extension movements; the second targets the hip with abduction and adduction movements; the third targets the hip with flexion and extension movements; and the fourth targets the ankles with dorsiflexion and plantar flexion movements. The result of this study is an accessible and efficient solution for motor rehabilitation. Experimental tests show that the electropneumatic system performs a therapy process for each rehabilitation module, configured for three sessions of 20 cycles each, with 1-minute rest intervals between sessions. Therefore, this study provides accessible social technology, promoting the social inclusion of individuals with motor dysfunctions. The limitations of the work include the need for more extensive clinical testing to validate effectiveness in real-world rehabilitation settings.