IPB ajuda a desenvolver tecnologia pioneira para criar peça de vestuário com sensores que pode revolucionar a fisioterapia
O Instituto Politécnico de Bragança (IPB), através do CeDRI (Research Centre in Digitalization and Intelligent Robotics), participa num consórcio internacional que está a criar tecnologia que pode vir a revolucionar a fisioterapia, em particular na recuperação de lesões no joelho.
O NanoStim – “Nanomaterials for wearable-based integrated biostimulation” pretende aliviar a pressão sobre os serviços de saúde, criando um sistema de tratamento muscular inovador baseado na utilização de (nano)elétrodos e integrados num vestível a ser usado na reabilitação de lesões musculares avançadas e/ou ausência de mobilidade, sobretudo em idosos, e focando os músculos da perna, especificamente no músculo vasto medial.
A solução possibilita a realização de aquisição e estimulação muscular graças a um sistema de ‘biofeedback’ integrado no vestível, sendo os bio sinais, nomeadamente EMG (Eletromiografia) e IMU (Unidade de Medida Inercial), adquiridos, analisados e enviados para algoritmos de Inteligência Artificial (IA) que os processam para determinar os níveis corretos de eletroestimulação a serem aplicados, permitindo uma terapia personalizado às necessidades do paciente.
A solução desenvolvida inclui um aplicativo para dispositivos inteligentes, por exemplo smartphones (telemóveis), que permitirá ao paciente conectar-se ao sistema para aceder aos tratamentos planeados, calibrar o posicionamento do vestível, obter informação sobre o estado atual de tratamento, comentar sobre as sessões, consultar o histórico do tratamento e interagir com o médico responsável, que poderá usar uma aplicação na nuvem pode acompanhar a evolução do estado físico do paciente durante uma sessão de tratamento, consultar os resultados dos tratamentos dos seus pacientes, ajustar as sessões de tratamento com base no feedback recebido do paciente e responder às perguntas dos pacientes.
“Tendo em conta que os pacientes com lesões no joelho, especialmente os mais idosos, têm uma mobilidade reduzida, este aparelho vai permitir evitar tantas deslocações por parte do paciente, que pode realizar a maior parte das sessões em sua casa”, explica Paulo Leitão, responsável do CeDRI.
Tiago Franco, aluno brasileiro de doutoramento, que também participa no projeto pelo IPB, explica que “este aparelho vai permitir tratar mais pessoas e mais facilmente”. “O mesmo fisioterapeuta, em vez de seguir apenas três pacientes, por exemplo, consegue seguir muitos mais. Faz a sessão com o paciente, estabelece os parâmetros e o paciente faz (as restantes cinco ou dez sessões) o resto do tratamento em casa”, frisa.
O consórcio promotor é constituído pela IncreaseTime, Instituto Politécnico de Bragança, Universidade do Minho, Impetus, TEandM, Nelson Azevedo - Terapias Globais, Unipessoal Lda., e University of Texas at Austin (USA).
Esta solução é “adequada para todo o tipo de pessoas, dos atletas aos mais idosos”, precisam.
Segundo Paulo Leitão, “a ideia é fazer um dispositivo de baixo custo”.
“As clínicas poderão adquirir os calções, que depois são levados para casa pelos pacientes enquanto fazem o tratamento”, explica.
A sua utilização é indicada para “qualquer lesão que cause atrofiamento muscular, como ligamentos, pernas partidas”. “É possível alterar os parâmetros da estimulação dependendo do tipo de lesão”, diz ainda.
Esta tecnologia poderá ser transposta para outro tipo de membros. “Estamos a desenvolver um outro projeto, com uma camisola, para a prevenção da queda”, adianta Paulo Leitão.
Quanto ao NanoStim, tem três componentes importantes. “Um são os sensores, que são especiais porque são secos e não húmidos. A ideia é não usar o gel e dar mais comodidade ao paciente”, precisa Paulo Leitão. Os elétrodos secos são baseados em nanomateriais de dupla finalidade, que permitem a esses elétrodos desempenhar duas funções diferentes: deteção de disfunção muscular com base na monitorização de bio sinais eletromiográficos (EMG) e a aplicação de estimulação elétrica sustentada para a tratar. O segundo é toda a parte eletrónica que faz a aquisição de sinais sobre o estado do músculo vastus medialis.
“Depois tem um processador que tem de fazer estimulação elétrica. Normalmente só temos dispositivos que fazem a aquisição da informação (e em que vemos o estado do músculo) ou dispositivos que só fazem a estimulação e fazem essa estimulação sempre da mesma maneira e sem ver se o músculo está com fadiga. Este sistema consegue incorporar o feedback”, explica.
“A terceira parte é a da inteligência artificial, que faz toda a ligação com o clínico. Numa primeira fase para ele configurar a terapia e, depois, para definir quais as regras que melhor se adequam para aquele paciente e terapia”, conclui.
O protótipo deverá estar pronto até ao verão mas o processo de licenciamento médico deverá ser moroso por ser mais complexo.
Equipa do IPB no projeto NanoStim:
Paulo Leitão
Paulo Alves
José Lima
José Augusto Carvalho
João Paulo Teixeira
Tiago Pedrosa
Tiago Franco (aluno de doutoramento)
Leonardo Oliveira (aluno de doutoramento)
Raul Conselheiro (mestre)
João Lucas Gonçalves (aluno de mestrado)
O projeto TRACE IPB visa implementar um conjunto de ações que irão contribuir de forma efetiva para práticas pedagógicas ativas, imersivas e experienciais, criando um ecossistema de promoção da empregabilidade e da transferência de tecnologia e do conhecimento. Este ecossistema irá, em sinergia com os projetos PRR Impulso Jovens e Adultos: Mountain Consortium For Knowledge, permitir responder às necessidades e desenvolver competências para o futuro do mercado de trabalho. Para mais informações, contacte-nos através do email if@ipb.pt.
