Sistema de Mediação da Força Corporal aplicada aos

SISTEMA DE MEDIÇÃO DA FORÇA CORPORAL APLICADA AOS
MEMBROS INFERIORES
Eugênia G. Lopesa, Tassiany D. Albergariaa, Cláudia C. Garceza e Fabiano V. de
Carvalhoa
a
Grupo de Engenharia para Tecnologia Assistiva,Instituto Nacional de Telecomunicações, Santa Rita do
Sapucaí, Minas Gerais, Brasil. http://www.inatel.br/cdtta
Palavras-chave: Suporte de Peso Corporal, Mensuração da Força Peso, Traumatismo da Medula Espinhal.
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INTRODUÇÃO
A lesão medular é uma das mais devastadoras
patologias que acomete o ser humano por causar
incapacidade e falência de funções primordiais do corpo
humano como a autonomia da marcha. Em média, 15 a
20% das lesões medulares são provocadas por fraturas da
coluna vertebral e sua incidência apresenta variações nos
diferentes países (CUSTÓDIO, 2009; DEFINO, 1999). A
lesão medular, também chamada de traumatismo
raquimedular (TRM), é definida como uma lesão que
ocorre nos elementos neurais do canal medular e que pode
resultar em alterações das funções motora, sensitiva e
autonômica (DUTRA, 1999; LOUREIRO et al, 1997).
Após serem acometidas pelo TRM, as pessoas passam
a conviver com a imobilidade, ou a permanência na
postura sentada ou mesmo deitada, e a falta do
ortostatismo e da deambulação podem acentuar a perda da
massa óssea, além de causar contraturas musculares e
úlceras de pressão, diminuição da capacidade respiratória,
do volume sanguíneo e da resistência (endurance) e
aumento da gordura corporal e colesterol (RUOTTI,
2000).
Segundo HAUPENTHAL et al. (2008), a recuperação
da marcha é uma tarefa difícil e dispendiosa, pois os
pacientes muitas vezes são incapazes de produzir a força
muscular necessária para manter a postura e o caminhar.
Para solucionar esta necessidade, um suporte de peso foi
projetado por GARCEZ et al. (2012), o “Elevador
Ortostático Dinâmico - EOD”, com a finalidade de auxiliar
no treinamento da marcha das pessoas com lesão medular.
A partir da confecção desse projeto, foram elaboradas
pesquisas com os pacientes incentivando a marcha ativa
em solo, com suporte do EOD, e também da musculação,
com o uso da técnica ciclo excêntrico concêntrico para os
membros inferiores. Resultados significativos foram
obtidos a partir desta pesquisa e pôde-se perceber o
incremento da força muscular e a independência funcional,
além do aumento dos níveis de pressão arterial sistólica e
diastólica nos pacientes.
Com o intuito de colaborar com os treinamentos de
marcha com o EOD, está sendo desenvolvido um
registrador de peso, que servirá para medir a força corporal
aplicada pelos membros inferiores dos pacientes sobre o
solo em posição ortostática e/ou na marcha ativa, ou seja, o
peso que o paciente está descarregando na região plantar,
desconsiderando o peso que está sendo sustentando pelo
suporte com EOD. O equipamento, denominado Sistema
de Medição da Força Corporal Aplicada aos Membros
Inferiores, será um mecanismo capaz de registrar a
evolução do paciente e permitirá saber quando ele
conseguirá suportar o próprio peso. A partir destes dados,
a avaliação da evolução do tratamento do paciente poderá
ser analisada com mais eficiência.
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OBJETIVO GERAL
Mensurar quanto do peso corporal uma pessoa com
lesão medular está sustentando sobre seus membros
inferiores através de um dispositivo mecânico (célula de
carga), durante o tratamento dinâmico de marcha e/ou
ortostatismo realizado com o EOD.
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METODOLOGIA
O desenvolvimento do Sistema de Medição da Força
Corporal Aplicada aos Membros Inferiores está sendo
realizado no Centro de Desenvolvimento e Transferência
de Tecnologias Assistivas – CDTTA, localizado no
Instituto Nacional de Telecomunicações – INATEL.
O projeto é constituído por um sistema eletromecânico
capaz de realizar a medição da força peso, denominado
célula de carga. Este sistema é acoplado entre o motor do
sistema com EOD e o colete do paciente e sofre uma
deformação correspondente ao peso do paciente. Esta
deformação é convertida em um valor de tensão e tem
alcances na escala de milésimos de tensão [10-3 Volts]. O
modelo da célula de carga utilizada foi SV-200 da empresa
Alfa Instrumentos, com capacidade máxima de 200 kg já
que o peso suportado pelo colete usado no sistema com
EOD é de no máximo 120 kg.
Com a finalidade de obter uma maior precisão, foi
utilizado um amplificador na saída da célula de carga para
alcançar uma escala maior, a escala de Volts [V]. O
amplificador usado foi o INA126 com um ganho de 250
vezes em relação à tensão de entrada. A saída deste
amplificador foi então ligada a um microcontrolador, chip
inteligente responsável por receber, processar e armazenar
dados. Este sistema será responsável por receber a tensão,
transformá-la em quilogramas e mostrá-la em um display.
Isso tornará possível o acompanhamento da evolução do
paciente passo a passo.
danos corporais e metabólicos (RUOTTI, 2000). Para
aumentar a qualidade de vida dos pacientes, geralmente
são desenvolvidos projetos com Sistemas de Suporte de
Peso que utilizam uma esteira ergométrica para facilitar o
treinamento da marcha de pacientes com lesão medular.
No suporte com EOD, a realização da marcha acontece
diretamente no solo com o auxílio da fisioterapeuta, sem
intervenção de esteiras. Por este motivo, o registro do peso
suportado pelos membros inferiores dos pacientes tem
eminente importância.
5. CONCLUSÃO
3.1 COLETA E APRESENTAÇÃO DE DADOS
Para realizar a calibração da célula de carga foi
desenvolvido um suporte com a finalidade de sustentar as
massas padrões. Este suporte é composto por duas peças
de madeira, fixadas e apoiadas por quatro hastes de ferro, e
correntes de ferro parafusadas em cada uma de suas
extremidades, e foi acoplado ao suporte com EOD.
Depois de calibrada a célula, foram realizadas
medidas da tensão de sua saída proporcionais ao peso
sustentado pelo suporte e então foi possível desenvolver o
Gráfico da Calibração, provando a linearidade do
dispositivo utilizado, conforme mostra a Figura 1.
Figura 1: Curva da Calibração da Célula de Carga
De acordo com os dados contidos no Gráfico da
Calibração, foram escritos os códigos da programação na
plataforma, sendo estes capazes de transformar um valor
de tensão analógica proporcional a um valor específico de
peso. Estes dados são registrados em um computador e
mostrados em um display LCD. Assim, os resultados e a
progressão do tratamento podem ser analisados pelo
fisioterapeuta.
Após a finalização do protótipo, os testes começarão a
ser realizados em três pacientes e por ser um projeto de
pesquisa com os seres humanos, o mesmo será submetido
ao Comitê de Ética em Pesquisa. Os resultados obtidos no
tratamento serão salvos semanalmente, sendo registrados
três dados para posteriormente serem comparados. Com
isto, um gráfico será gerado para maior facilidade da
avaliação da progressão do paciente durante a reeducação
da marcha.
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DISCUSSÃO
Segundo o Censo realizado em 2010 pelo Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), existem 13,3
milhões de deficientes físicos no país. Estas pessoas, em
sua maioria, dependem de cadeiras de rodas e por este fato,
a postura sentada passa a ser a mais utilizada, levando a
O Sistema de Mensuração da Força Corporal Aplicada
aos Membros Inferiores irá colaborar nos treinamentos da
marcha e também em pesquisas científicas, servindo como
registro fiel da evolução dos pacientes ao longo do tempo.
REFERÊNCIAS
Custódio, N. R. O. Lesão Medular no Centro de
Reabilitação e Readaptação Dr. Henrique Santillo.
Coluna/Columna, São Paulo, vol. 8, nº 3, jul./set. 2009.
Disponível em: http://www.scielo.br/ Acesso em: 27 de
novembro de 2012.
Defino, H. L. A. Trauma Raquimedular. Medicina,
Ribeirão Preto, 32: 388-400, out./dez. 1999.
Dutra, C.M.R. Respostas Fisiológicas ao Treino
Locomotor com Suporte de Peso na Lesão Medular.
Tecnologia em Saúde: PUC, Curitiba, 2009.
Garcez, C. et al. Suporte de Peso Corporal e Musculação
para Pessoas com Lesão Medular, XXIII Congresso
Brasileiro de Engenharia Biomédica, Santa Rita do
Sapucaí, out. de 2012.
Haupenthal et al. Análise do Suporte de Peso Corporal
para o treino de marcha. Fisioterapia em Movimento,
Florianópolis, 21(2):85-92, abr./jun. 2008.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
Censo Demográfico: Pessoas com deficiência. São
Paulo, 2010. Disponível em: http://www.ibge.gov.br/.
Acesso em: 27 novembro de 2012.
Loureiro, S.C.C. et al. Qualidade de vida sob a ótica de
pessoas que apresentam lesão medular. Rev. Esc. Enf.
USP, São Paulo, vol. 31, nº 3, p. 347-67, dez. 1997.
Ruotti, R. G. Reabilitação Aquática. São Paulo: Manole,
2000. 453p.