Além disso, é confortável e relativamente fácil de operar
Como funcionam os exoesqueletos
Um exoesqueleto é um traje robótico vestível com um sistema integrado de computadores que controla alavancas e motores alinhados com as principais articulações do corpo para restaurar e aumentar o movimento. Além disso, eles podem ser usados por uma pessoa sem deficiência para assistência mecânica ao executar tarefas repetitivas e fisicamente exigentes. Cada uma dessas funções é exclusiva de um tipo específico de exoesqueleto.
Tipos de exoesqueletos
Exoesqueleto movido a bateria
Um exoesqueleto movido a bateria usa uma fonte de energia externa na forma de uma mochila vestível e motores nas articulações do quadril e do joelho. Esse tipo de exoesqueleto vem com um relógio de controle remoto onde o usuário seleciona o tipo de movimento (de uma lista de movimentos pré-programados) que deseja realizar, e o traje faz o movimento para ele. Por exemplo, selecionando uma opção de pé, o traje ajudará automaticamente o usuário a ficar de pé.
Um dos muitos benefícios desse tipo de exoesqueleto é que ele pode ser usado por até oito horas com uma única carga de bateria, permitindo assim que o usuário funcione por mais tempo. No entanto, é limitado porque o usuário não pode realizar movimentos que não sejam pré-programados no dispositivo. Desde então, exoesqueletos controlados pelo cérebro foram desenvolvidos para lidar com essa limitação.
Exoesqueletos controlados pelo cérebro
Os exoesqueletos controlados pelo cérebro utilizam eletrodos implantados cirurgicamente em ambos os lados do córtex somatossensorial – uma área do cérebro que gera movimento. Os eletrodos detectam sinais de movimento e os retransmitem sem fio para vários sensores nos motores de um exoesqueleto. Os sinais ativam os motores para iniciar o movimento correspondente ao comando de movimento gerado pelo cérebro. Os sensores também são úteis para detectar a posição do usuário no espaço e as articulações, relacionadas entre si. Um benefício óbvio desse tipo de exoesqueleto é que ele não limita o usuário quanto ao tipo de movimento que pode realizar. No entanto, um exoesqueleto controlado pelo cérebro requer períodos mais longos de treinamento para uso seguro e eficaz.
exoesqueletos passivos
Os exoesqueletos passivos são dispositivos assistivos vestíveis feitos de molas e bandas de fibra de carbono que fornecem suporte mecânico ao realizar tarefas repetitivas e/ou fisicamente exigentes. Eles são usados para prevenir distúrbios musculoesqueléticos relacionados ao trabalho, principalmente nas indústrias automotiva, de construção e logística. O último exoesqueleto passivo tem três componentes: costas, braços e pernas. O usuário pode usá-los separadamente ou como um traje completo.
A parte de trás tem molas (ou bandas de fibra de carbono) que correm ao longo da lombada. Eles funcionam absorvendo energia enquanto se curvam em direção a um objeto pesado e recuam para ajudar no levantamento. Isso faz com que o peso pareça mais leve do que é, permitindo que o usuário realize tarefas repetitivas de levantamento sem sobrecarregar e possivelmente sobrecarregar os músculos das costas. A peça de braço também possui molas que são ativadas para apoiar os braços sempre que estiverem na altura dos ombros ou acima. Esta peça é particularmente útil para trabalhadores que realizam movimentos repetitivos acima da cabeça. Por fim, a peça da perna possui modos de pé e sentado que permitem ao usuário bloquear sua posição de pé ou sentar sem ativar os músculos da perna, respectivamente. A peça de perna é útil para pessoas em trabalhos que exigem que fiquem em pé por longos períodos.
Os benefícios baseados em evidências do uso de exoesqueletos passivos incluem:
- Diminuição da incidência de lesões ocupacionais.
- Diminuição da utilização de cuidados de saúde.
- Diminuição do número de dias afastados do trabalho devido a lesões.
- Aumento da produtividade dos funcionários.
A linha de fundo
Os exoesqueletos inovadores provaram resolver alguns dos desafios prementes comumente vistos em ambientes industriais e de saúde. Anteriormente, um paralítico seria condenado a toda a vida de invalidez e não teria a menor chance de voltar a andar. Para os trabalhadores industriais, anos de levantamento de peso repetitivo e lesões significavam viver com algum tipo de deficiência e dor crônica. Os exoesqueletos agora oferecem às pessoas com deficiência a oportunidade de serem funcionais novamente. Além disso, protege indivíduos saudáveis de lesões e incapacidades. Este sistema inovador de molas e bandas de fibra de carbono tem mostrado resultados positivos até o momento. Considerando essas descobertas e avanços na pesquisa de exoesqueletos controlados pelo cérebro, o futuro pode ser empolgante para pessoas com paralisia de membros.
A amputação de um membro – remoção de uma extremidade do corpo por cirurgia de trauma, está associada a comprometimento funcional, incapacidade e má qualidade de vida relacionada à saúde. As próteses foram projetadas para melhorar a função e a autoimagem para proporcionar aos pacientes uma sensação de integridade.
Principais conclusões:
- As próteses de nova geração que fornecem feedback somatossensorial são mais funcionais do que os tipos convencionais de próteses.
- As próteses de nova geração também demonstraram melhorar a mobilidade, corpo e dor pós-amputação.
- Técnicas cirúrgicas recentes (por exemplo, RPNI) podem melhorar a funcionalidade de uma prótese.
No entanto, os primeiros membros protéticos eram pesados, não podiam imitar os movimentos funcionais do membro amputado e não podiam ser facilmente controlados por um indivíduo que os usava.
Próteses recentes e mais inovadoras procuraram resolver as deficiências dos designs protéticos anteriores. Neste artigo, discutimos os três tipos de próteses de nova geração disponíveis no mercado. Além disso, discutimos os pontos fortes e as limitações de cada tipo de prótese. Por fim, fornecemos recomendações sobre onde obter essas próteses.
Uma prótese mioelétrica controlada externamente
Uma prótese mioelétrica controlada externamente é um membro robótico que se move por meio de sinais elétricos gerados pela contração e relaxamento dos músculos do membro residual. Esse tipo de prótese se conecta a dois grupos musculares (flexores e extensores) do membro residual por meio de pequenos fios elétricos e eletrodos.
Os sinais elétricos gerados por esses músculos são então emparelhados com um algoritmo de computador que gera os movimentos protéticos correspondentes. Por exemplo, os sinais gerados pelo relaxamento e contração dos músculos do antebraço fazem com que a mão protética se feche e se abra, respectivamente. Isso permite que o paciente realize tarefas funcionais, como segurar um copo para beber água, ativando apenas os músculos do coto (Figura 1). Este tipo de prótese tem muitos benefícios sobre as próteses cosméticas, pois os pacientes podem realizar tarefas funcionais.
Além disso, é confortável e relativamente fácil de operar. A desvantagem desse tipo de prótese é que ela é cara, pesada e não serve para realizar movimentos finos e complexos. Além disso, carece de feedback somatossensorial essencial para o movimento suave dos membros e corpo.
Uma prótese com feedback somatossensorial
Uma prótese com feedback somatossensorial é um dispositivo auxiliar que permite ao paciente caminhar e sentir a perna durante o movimento. Para pacientes com amputações acima do joelho, a prótese é equipada com sensores sob a sola e ao redor da articulação do tornozelo para detectar movimento nessas áreas sempre que o pé toca e sai do chão.
Os sinais de movimento dos sensores de pé e tornozelo são então transferidos (via Bluetooth) para os eletrodos implantados cirurgicamente, que então estimulam o nervo periférico que inerva o pé amputado. A estimulação do nervo periférico resulta na percepção de sensações normais relacionadas ao movimento no pé fantasma.
Por exemplo, quando o paciente pisa em um objeto macio com uma prótese, os sensores retransmitem os sinais associados a esse estímulo ao nervo periférico, que gerará a sensação de pisar em um objeto macio no pé fantasma. Vários estudos mostraram que o uso de uma prótese com feedback somatossensorial melhora a função, a corporeidade e a dor do membro fantasma.
Uma prótese usando uma interface de nervo periférico regenerativo
A Interface Regenerativa de Nervos Periféricos (RPNI) é uma técnica cirúrgica projetada principalmente para melhorar o controle da prótese, embora recentemente também seja usada como estratégia para prevenir ou tratar a dor relacionada ao neuroma em amputados. A interface do nervo periférico regenerativo envolve cortar o neuroma no final do nervo periférico, dissecar o nervo para expor os fascículos nervosos e, em seguida, envolver cada fascículo com um enxerto muscular colhido de um local doador saudável (Figura 2). Nos três meses seguintes, o foco é melhorar a irrigação sanguínea dos enxertos musculares e a reinervação pelos fascículos nervosos periféricos.
Os ultrassons mostraram fortes contrações do enxerto muscular durante os movimentos do membro fantasma. Os sinais dessas contrações são usados para controlar o membro protético que é encaixado no membro residual (com RPNI) e conectado por meio de eletrodos. Isso difere das próteses mioelétricas controladas externamente, pois o membro protético expressa a intenção de movimento gerada pelo cérebro. Por exemplo, se a pessoa gerar conscientemente uma intenção de movimento de segurar um copo, a mão protética irá segurar um copo em tempo real. Melhor controle e função estão entre os muitos benefícios de usar uma prótese controlada por RPNI.
Os primeiros membros protéticos foram usados principalmente para fins cosméticos. No entanto, a necessidade de membros protéticos funcionais cresceu com o tempo, e a incorporação da tecnologia forneceu uma solução para alguns dos problemas prementes envolvidos no projeto e uso de membros protéticos. As invenções tecnológicas e técnicas cirúrgicas atuais visam melhorar o nível funcional das próteses para o de um membro humano saudável. Essas próteses de nova geração demonstraram melhorar a mobilidade, corpo, função e dor.
A dor do membro fantasma – a dor sentida na parte ausente de um membro amputado – é uma condição comum que afeta aproximadamente 64% das pessoas com amputações de membros. Infelizmente, a dor do membro fantasma é difícil de tratar, principalmente porque seus mecanismos subjacentes são pouco compreendidos.
Para mais informações, visite https://uslim-official.top/pt/ .