Notícia

Engenheiros desenvolvem pé protético mais estável e eficiente

Trilhas para caminhadas e outros terrenos acidentados são especialmente difíceis para pessoas com pernas protéticas

Reprodução, Stanford

Fonte

Universidade Stanford

Data

quinta-feira, 30 maio 2019 11:00

Áreas

Biomecânica. Engenharia Biomédica.

Percorrer uma trilha de caminhada ou uma rua de paralelepípedos com uma perna protética é uma proposta arriscada – é possível, mas mesmo em terrenos relativamente fáceis, as pessoas que usam próteses para andar têm mais probabilidade de cair do que outras.

Engenheiros mecânicos da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, desenvolveram uma perna protética mais estável – e uma maneira melhor de projetá-la. A base do novo design é uma espécie de tripé que responde a terrenos acidentados ao transferir ativamente a pressão entre três pontos de contato diferentes. A equipe também desenvolveu uma ferramenta para  simular (emular) e melhorar seus protótipos.

“Emuladores protéticos nos permitem experimentar muitos projetos diferentes sem o custo de desenvolver novos protótipos”, explica o professor Dr. Steven Collins, professor de engenharia mecânica da Universidade Stanford. “Basicamente, podemos tentar qualquer tipo de ideia maluca de design que possamos ter e ver como as pessoas respondem a elas”, ele disse, sem ter que construir cada ideia separadamente, um esforço que pode levar meses ou anos para cada design diferente.

O estudante de pós-graduação Vincent Chiu, a pesquisadora de pós-doutorado Alexandra Voloshina e o professor Collins descrevem a construção e os primeiros testes de seu emulador protético em um artigo publicado na revista científica IEEE Transactions on Biomedical Engineering.

Cerca de meio milhão de pessoas nos Estados Unidos perderam um membro inferior, com efeitos que vão além de simplesmente dificultar a movimentação. As pessoas com uma amputação de perna são cinco vezes mais propensas a cair no decorrer de um ano, o que pode contribuir para o fato de elas também serem menos engajadas socialmente. Um membro protético melhor pode melhorar não apenas a mobilidade, mas também a qualidade de vida.

Uma área de interesse particular é fazer membros protéticos que possam lidar melhor com terrenos acidentados. A solução, segundo os pesquisadores, poderia ser um tripé com um calcanhar virado para trás e dois dedos virados para a frente. Equipado com sensores de posição e motores, o pé poderia ajustar sua orientação para responder a terrenos variados. Para isso, a equipe de projeto pensou que poderia acelerar o processo desenvolvendo um emulador, que inverte o processo de desenvolvimento. Em vez de construir um membro protético que alguém poderia testar no mundo real, a equipe montou um pé de tripé básico e o conectou a motores e sistemas de computador que controlam como o pé responde à medida que o usuário se move sobre vários tipos de terreno.  Assim, a equipe pode colocar seu foco de projeto em como a prótese deve funcionar – o quanto um dedo deve ser empurrado durante a caminhada, como deve ser a fase de balanço e assim por diante – sem ter que se preocupar em como tornar o dispositivo leve e barato ao mesmo tempo.

Até agora, a equipe relatou resultados do trabalho com um participante, um homem de 60 anos que perdeu a perna abaixo do joelho devido a diabetes, e os resultados iniciais são promissores – fazendo com que a equipe espere que possa obter esses resultados e transformá-los em próteses mais seguras. “Uma das coisas que temos vontade de fazer é traduzir o que encontramos no laboratório em dispositivos leves e de baixo consumo de energia e, portanto, baratos e que podem ser testados fora do laboratório”, disse o professor Collins. “E, se tudo correr bem, gostaríamos de ajudar a transformar o protótipo em um produto que as pessoas possam usar no dia a dia”.

Assista ao vídeo sobre o projeto:

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Nathan Collins, Universidade Stanford. Imagem: Reprodução. Vídeo: Kurt Hickman.

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