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segunda-feira, 30 de dezembro de 2013

Homem controla prótese de perna com o cérebro, dizem cientistas

Segundo o estudo este é o primeiro caso em que uma perna biônica foi controlada por pensamento. Até então, a tecnologia havia sido usada apenas em braços

Zac Vawter testa a perna robótica controlada por pensamento
(Foto: Divulgação/Rehabilitation Institute of Chicago)


Cientistas americanos afirmaram que um homem de 32 anos conseguiu controlar, com sucesso, os movimentos de uma perna artificial usando apenas a força do pensamento. Zac Vawter, um engenheiro de software que vive na região de Seattle, nos EUA, teve sua perna direita amputada na altura do joelho após um acidente de moto em 2009. Na ocasião, ele mesmo perguntou aos médicos sobre a tecnologia de usar a mente para mover próteses. Até então, o método havia sido usado apenas em braços.

Com isso, Vawter se tornou o primeiro homem a testar a perna biônica capaz de subir e descer escadas melhor do que qualquer outro dispositivo. O projeto levou quatro anos para dar certo e custou US$ 8 milhões (cerca de R$ 17,8 milhões) a um centro de pesquisa do exército americano. Os resultados do estudo, coordenado pelo cientista Levi Hargrove, do Instituto de Reabilitação de Chicago, foram publicados nesta quinta-feira (26) no periódico científicoNew England Journal of Medicine.

Sensores recebem impulsos de nervos e músculos do cérebro que um dia carregaram sinais ao joelho e tornozelo de Vawter, e então os leva para a prótese, que consegue ler esses impulsos. Assim, o paciente é capaz de fazer movimentos muito semelhantes ao de uma perna natural, baseado em desejos que vêm de seu próprio cérebro. O mais importante foi que Vawter conseguiu flexionar o tornozelo da perna biônica, permitindo um andar mais natural, algo que não é possível com as próteses atuais.

A prótese inteligente de Vawter ainda é apenas um experimento. Antes se tornar viável para a venda, alguns ajustes adicionais serão realizados. O paciente continua fazendo testes com o aparelho, durante uma semana a cada poucos meses, quando visita a clínica em Chicago. A empresa Freedom Innovations LLC, com sede em Irvine, na Califórnia, está trabalhando para tornar a perna biônica um pouco menor, mais silenciosa e mais resistente. De qualquer forma, o aparelho promete ajudar milhares de pessoas que vivem nessas condições.

terça-feira, 15 de outubro de 2013

Como as próteses digitais podem ajudar atletas e pessoas com dificuldade de locomoção




O esporte paraolímpico é um dos maiores laboratórios para o desenvolvimento de próteses mais modernas. O sul-africano Oscar Pistorius  já era uma dos atletas paralímpicos mais famosos da atualidade. Ele ganhou o mundo quando, usando suas pernas artificiais de carbono, pôde competir em igualdade de possibilidades com atletas não deficientes em nível mundial. 

Corredor Paraolímpico Oscar Pistorius
"A prótese no esporte paraolímpico funciona como o carro de Fórmula 1: você desenvolve a tecnologia na pista e depois traz ela pro dia-a-dia. Prótese esportiva é a mesma coisa: o atleta treina, potencializa a musculatura para dar o retorno elástico da prótese e depois a tecnologia vem para o dia a dia" diz Ciro Winckler, professor de Educação Física da Unifesp.

A questão é que se toda tecnologia das próteses mais modernas fosse permitida no esporte paralímpico, estariam então competindo os melhores programadores e não mais os atletas. Nesse sentido, existe uma diferença importante entre hardware e software. As próteses mecânicas, como a de fibra de carbono usada por Pistorius, são permitidas nas competições, afinal os músculos do atleta precisam trabalhar arduamente. Já as biônicas, como as que você vai conhecer agora, não podem ser usadas no esporte, mas fazem diferença na vida de quem precisa usá-las. 

Os fabricantes de próteses biônicas usam toda a experiência dos atletas para desenvolver produtos que realmente melhoram a qualidade de vida dos amputados. Combinando a inteligência artificial com a fisiologia humana, a bioengenharia desenvolveu próteses que respondem à ação humana a fim de devolver as funções anatômicas perdidas após a amputação. 

"Tem a percepção do movimento, tem um processador , um microchip que faz o processamento dessas informações e dá o retorno mecânico a partir do movimento da pessoa", afirma Winckler.

O Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o famoso MIT é o responsável pelo desenvolvimento da maior parte das próteses digitais. E boa parte delas recorre à inteligência artificial, que é composta por microprocessadores, sensores, acelerômetros e giroscópios. Funcionam como um carro de câmbio automático; a prótese é capaz de identificar a velocidade do caminhar para ajustar o amortecimento necessário para maior conforto do usuário. Tudo isso é feito através de sensores e algoritmos de computador. 




Esta prótese é ainda mais completa. Com um motor integrado, ela faz com que o joelho busque a sua própria energia ao para esticar ou flexionar a perna. O joelho biônico ainda recorre a sensores e a um microprocessador para "aprender" o modo de caminhar do usuário, ajustando-se automaticamente com base na velocidade, no terreno e na amplitude da passada. O giroscópio atua como sensor de movimento e assim identifica onde se encontra a articulação no “espaço” e também o ângulo de inclinação. 

"Esta prótese melhor a qualidade de vida, melhora a eficiência mecânica da marcha, mas acho que o principal ponto não é a questão mecânica; é a questão de aceitar a sua condição. Você olha a pessoa e você não vê o nível de anormalidade. Não existe uma "deficiência" mais aparente do que a substituída pela prótese", segundo Winckler.

Apesar de tanta evolução, um obstáculo ainda é enorme para que essas próteses possam atender e beneficiar mais pessoa o preço: São todas importadas, principalmente da Alemanha e da Finlândia, onde são produzidas. Por lá, essas próteses custam algo em torno de 100 mil dólares. Aqui, somadas as taxas de importação, essas próteses biônicas chegam ao Brasil com valores atingindo absurdos 240 mil reais – valor de carro de luxo. 

De qualquer forma, soluções cada vez mais inovadoras aparecem para facilitar a vida de portadores de necessidade especial de todos os gêneros. Para um futuro próximo, o que deve surgir são próteses e aparelhos controlados pela força da mente. 

Fonte: http://olhardigital.uol.com.br

domingo, 6 de outubro de 2013

Eu testei uma perna biônica, e agora quero usá-la para sempre

Imagine que uma pessoa acabou de fazer cirurgia no joelho. Ou está se recuperando de uma fratura. Ou, pior ainda, sofreu um acidente vascular cerebral, ou esclerose múltipla, ou danos na coluna ou sistema nervoso. Recuperar o poder de caminhar é uma experiência bastante difícil, e pode ser impossível sem depender de uma muleta, um corrimão ou um fisioterapeuta. A AlterG Bionic Leg – vinda direto de um futuro sci-fi – pode ser a resposta. Nós testamos.
Não é a primeira vez que falamos sobre a AlterG, uma empresa menos conhecida pelo público. Ela produziu um cinto criado pela NASA, usado na recuperação de lesões, que diminui em até 80% o peso que impacta os joelhos de atletas. A Bionic Leg, no entanto, é ainda mais incrível.
Pela descrição da empresa, este é “o primeiro exoesqueleto robótico vestível e móvel para fisioterapia dos membros inferiores”. Com ele, os pacientes podem usar suas pernas como faziam antes da lesão.
A Bionic Leg fornece assistência motorizada para estender a perna (endireitando seu joelho): ou seja, ela age quando você se levanta depois de ficar sentado, quando você anda, e ao subir escadas. Ela também fornece resistência na flexão (dobrando seu joelho): por isso, ela entra em ação quando você se abaixa para sentar, ao agachar, ou ao descer escadas.
Por exemplo, uma pessoa com a perna ferida normalmente sobe um lance de escadas começando com a perna boa, apoiando-se nela, e trazendo a perna ferida ao degrau. Então eles usam a perna boa novamente e repetem o processo. Com a AlterG Bionic Leg, você não precisa fazer isso. É possível subir escadas com um pé após o outro, deixando os motores fazerem a maior parte do trabalho no membro lesionado – mas lentamente devolvendo força e controle para recuperá-lo.

Como funciona

Você se senta, e um clínico prende o dispositivo na sua perna. Ele é volumoso e intimidador, mas sua rigidez vem das placas de fibra de carbono, e ele pesa apenas cerca de 3,5 kg (a próxima versão vai pesar só 3 kg). Ele é ajustável para caber praticamente em qualquer perna, e em três minutos ele estará totalmente instalado. No entanto, o componente que faz isto ser um avanço não vai na sua perna – ele vai no seu sapato.
A palmilha fina com quatro sensores de pressão é colocada direto no seu sapato – pode ser qualquer um – e é ligada ao restante da perna. São esses sensores que permitem à perna reagir com base no movimento que você quer fazer. Em outras palavras, a pressão que seu pé aplica nos sensores, junto ao esforço feito por seu joelho, diz à perna biônica se você quer se levantar, andar, subir uma calçada, ou sentar. Ela processa essa informação tão rápido que as reações parecem instantâneas, como se a perna biônica estivesse lendo sua mente.

Na parte superior da máquina há uma pequena tela LCD com alguns botões ao redor. Você coloca seu peso e, em seguida, há quatro parâmetros que podem ser ajustados:
  • Limiar: controla a porcentagem do peso corporal necessária para ativar os motores. Ele pode ser configurado entre 5% e 50% do peso do paciente. Em outras palavras, um homem de 80 kg pode configurá-lo para 25%, e os motores auxiliares só se ativam ao sentirem 20 kg de pressão. Esse número pode ser ajustado de acordo com o andamento da reabilitação, para que a perna real continua a levar a carga que aguentar.
  • Assistência: é simplesmente o quanto os motores ajudam o paciente a estender a perna. Ele pode ser configurado entre 0% e 80%. À medida que a pessoa melhora, esse número será diminuído para que ela use mais a perna.
  • Resistência: é quanta resistência a perna biônica oferece durante a flexão (sentando, descendo escadas etc.). Ela pode ser definida como baixa, média ou alta e, essencialmente, vai evitar que um joelho fraco entre em colapso de forma imprevisível.
  • Limitador de extensão: provavelmente seria usado apenas por alguém com uma lesão direta no joelho ou perna. Por exemplo, se você fez recentemente uma cirurgia no joelho e não deve estender totalmente o joelho, os motores só fazem você chegar a um certo grau de extensão. Basicamente, isto salva você de si mesmo.
Vale notar que esta Bionic Leg não serve para uma perna totalmente paralisada. Como o acionamento é desencadeado pelo movimento da sua perna e pela pressão do seu pé, você deve ter pelo menos algum controle sobre ela. Mas, pelo lado positivo, isso significa que a Bionic Leg não precisa de quaisquer controles manuais, e imita melhor o movimento natural.
Tudo isto funciona com uma bateria interna, para que não haja fios limitando a sua mobilidade. Quer entrar e sair do seu carro para praticar? Sem problemas. Isto também significa que um fisioterapeuta pode levar a Bionic Leg para a casa de um paciente, para que ele ou ela possa se acostumar a subir aquela complicada escada em espiral.

Usando



“O QUE É ISSO?!” foi a minha primeira reação, logo seguida por “Eu nunca, em toda a minha vida, senti algo assim”, seguido então por “Eu. Sou. Robocop”. Mesmo com apenas 30% de assistência, eu me senti estranhamente poderoso. Subir escadas era chocantemente fácil, assim como sentar e levantar. A parte mais incrível, porém, foi ver que a perna biônica respondia quase tão rapidamente quanto minha outra perna. Era tão sensível que realmente parecia ser uma parte de mim.
Uma das primeiras coisas que você nota são os sons robóticos proeminentes que os motores fazem. Mas veja só: a AlterG consegue deixar os motores muito mais silenciosos, só que os fisioterapeutas e pacientes preferiam motores mais audíveis. Isso fornece feedback em tempo real para eles, para saber quanto do movimento vem dos motores, e quanto vem da perna do paciente. E sim, isso definitivamente me faz sentir ainda mais como Robocop.
A Bionic Leg, no entanto, não é rápida. Eu tive fantasias de correr na rua como o Homem de Seis Milhões de Dólares e até fazer um chute a gol mas, infelizmente, a perna tem velocidade máxima de apenas 3 km/h. Ela foi feita para reabilitação física de baixo nível, então isso é muito bom; mas nós continuaremos sonhando com futuras versões que permitam a você correr ou, pelo menos, andar mais rápido.
Nota: Os pacientes que usam a AlterG Bionic Leg devem usar calças, tanto por razões de conforto e higiene. Eu não sabia disso antes, e eu só tinha shorts para fazer a demonstração.

Presente e futuro


Dois estudos (reconhecidamente pequenos) foram realizados nos EUA usando a Bionic Leg com pacientes que sofreram AVC. Ambos os estudos concluíram que os pacientes tiveram melhorias significativas na marcha, equilíbrio, velocidade e desempenho funcional. Eles também concluíram que pacientes que usaram a Bionic Leg eram mais propensos a manter essas melhorias bem depois do tratamento acabar, quando comparados aos pacientes que usaram formas mais tradicionais de reabilitação. Isso é ótimo.
Atualmente, existem apenas cerca de 80 pernas biônicas da AlterG nos EUA, espalhadas por todo o país. Elas estão sendo usadas ​​com grande sucesso em diversos pacientes, que sofreram desde lesões traumáticas de joelho a doenças degenerativas. Ela custa cerca de US$ 40.000, mas pode ser alugada por US$ 700 a US$ 1.000 por mês, dependendo de quanto ela será usada. Obviamente, estas são ferramentas para especialistas em reabilitação, mas a AlterG agora está aumentando a produção, por isso espero que esses dispositivos se tornem cada vez mais comuns em locais de reabilitação por todo o mundo.
Esse foi o mais próximo que eu já estive de ser um super-herói. E esse é o melhor tipo de avanço que existe. [AlterG Therapy]
Vídeo por Michael Hession.

Fonte: GIZMODO

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