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Correio Braziliense

Mão artificial promete feedback sensorial a pacientes em reabilitação

Articulação artificial criada por pesquisadores suecos permite ao usuário girar o pulso com mais destreza e ter um feedback sensorial


postado em 01/12/2018 07:00 / atualizado em 30/11/2018 22:41

O dispositivo faz a interface entre implantes colocado no antebraço e a prótese: agilidade ao girar o pulso(foto: Biomechatronics and Neurorehabilitation Laboratory/Chalmers University of Technology)
O dispositivo faz a interface entre implantes colocado no antebraço e a prótese: agilidade ao girar o pulso (foto: Biomechatronics and Neurorehabilitation Laboratory/Chalmers University of Technology)

Ao colocar sua mão sobre a mesa e deixá-la com a palma para baixo, ela estará pronada. Se você girar o pulso em 180 graus, de modo que a palma fique para cima, ela estará totalmente supinada. Corriqueiro, o movimento é essencial para rodar a chave em uma maçaneta, ligar o carro, acender o fogão ou simplesmente virar um pedaço de papel. Para um usuário de próteses tradicionais, porém, ganha muita complexidade. Geralmente, perde-se agilidade e naturalidade nos gestos do tipo.

Cientistas da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, desenvolvem uma nova articulação artificial para simplificar esse processo. “Nosso dispositivo oferece uma amplitude de movimento muito mais natural, minimizando a necessidade de movimentos compensatórios do ombro ou do tronco, o que poderia melhorar drasticamente o dia a dia de muitos amputados do antebraço”, ressalta Irene Boni, engenheira biomédica da universidade sueca e uma das criadoras do dispositivo, anunciado, nesta semana, na revista especializada IEEE Transactions on Neural Systems & Rehabilitation Engineering.

Hoje, uma pessoa que teve o antebraço amputado e usa prótese pode recorrer a um rotador motorizado, controlado por sinais elétricos dos músculos remanescentes, para mexer o pulso. Os mesmos sinais, porém, são usados para controlar a mão protética. “Isso resulta em um esquema de controle muito incômodo e não natural, no qual os pacientes podem apenas ativar a prótese ou a mão ao mesmo tempo e ter que alternar. Além disso, os pacientes não recebem feedback sensorial. Então, eles não têm a posição ou o movimento da mão”, compara Max Ortiz Catalan, líder do projeto.

A nova solução trabalha com um sistema de implante osseointegrado. Um implante é colocado em cada um dos dois ossos do antebraço — a ulna e o rádio —, e a articulação artificial age como uma interface entre esses dois implantes e a prótese. Segundo Catalan, a combinação permite movimentos muito mais naturalistas, com controle natural intuitivo e feedback sensorial.

Pontos-chaves


Geralmente, pacientes que perderam a mão e o pulso ainda preservam musculatura suficiente para permitir a rotação do rádio sobre o ulnar, um movimento crucial na rotação do punho. Porém, a prótese de encaixe convencional, que é presa ao corpo pela compressão do coto, acaba bloqueando os ossos no lugar. Dessa forma, segundo Catalan, impede qualquer potencial rotação do punho.

“Dependendo do nível de amputação, é possível preservar a maioria dos atuadores biológicos e sensores. Eles permitem que uma pessoa sinta, por exemplo, quando está girando uma chave para ligar um carro. Com a nossa inovação, não será preciso sacrificar esse movimento útil por causa de uma solução tecnológica ruim. Você pode continuar a fazê-lo de forma natura”, garante o líder do estudo.

O ponto-chave identificado pelos cientistas é que não seria preciso restaurar toda a amplitude de movimento para todos os graus de liberdade em que os ossos do antebraço podem se mover. Por isso, a nova articulação artificial se foca no movimento axial, o circular dos ossos ulna e rádio

“O pulso é uma articulação bastante complicada. Embora seja possível restaurar a liberdade total de movimento nos ossos ulnar e radial, isso, às vezes, pode resultar em desconforto para o paciente. Descobrimos que a rotação axial é o fator mais importante para permitir o movimento naturalista do pulso sem esse sentimento desconfortável”, explica Catalan. Segundo o cientista, em experimentos para medir a destreza manual dos usuários, constatou-se que os voluntários obtiveram pontuação muito maior em comparação com o uso da tecnologia convencional.
 

Toque mais sensível


Cientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia da Korea’s Daegu Gyeongbuk, na Coreia, criaram um dispositivo com habilidade sensível artificial. Segundo eles, a solução é capaz de distinguir formas e estruturas de objetos e poderá ser implementada em dedos robóticos para deixar suas habilidades táteis mais próximas às dos humanos.

“Nós não percebemos o ambiente à nossa volta apenas com pressão, temperatura, vibração ou coisas do tipo. Também utilizamos parâmetros psicológicos e sensoriais, como rugosidade, suavidade, rigidez e dor. Detectar uma informação precisa de certa superfície é fundamental para replicar o sentido tátil humano”, ressaltam, em comunicado, os autores do estudo, divulgado na revista IEEE/ASME Transactions on Mechatronics.

A nova tecnologia é formada por materiais piezoelétricos, que geram tensão elétrica como resposta a alguma pressão mecânica sofrida. O grupo coreano também apostou em uma nova estrutura de sensores, com mais receptores, para tornar os resultados mais realistas. Eles explicam que a percepção altamente sensível em humanos é possível devido à complexa distribuição de receptores táteis na pele. Por outro lado,  um dedo robótico é baseado apenas em um único sensor.

Em testes com diferentes moldes geométricos, o dispositivo distinguiu muito bem a largura e a inclinação de formas e estruturas. Para os criadores, a combinação das duas habilidades mecânicas viabilizou os resultados. “Hoje, já existem aparelhos em robôs que imitam esse sentido, cutucando ou passando os dedos em um objeto. Porém, o nosso é o primeiro que une essas duas capacidades em um dispositivo só”, afirmam.
 
  
 

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