Controle de torque na articulação do joelho por eletroestimulação com neuro órtese

Abstract

Condições neuromusculares como lesões medulares, acidente vascular cerebral (AVC) e doenças neurodegenerativas podem comprometer parcial ou totalmente a transmissão de sinais motores e sensoriais entre o cérebro e os membros periféricos, resultando em perda de mobilidade e comprometimento funcional. A limitação do movimento leva a uma série de complicações secundárias, incluindo atrofia muscular, alterações posturais, disfunções cardi ovasculares e redução da densidade óssea. A Estimulação Elétrica Neuromuscular (NMES) consiste na aplicação controlada de pulsos elétricos sobre nervos e músculos, provocando contrações involuntárias que possibilitam tanto respostas funcionais quanto efeitos terapêu ticos. Essa técnica tem se consolidado como uma importante ferramenta nos programas de reabilitação e treinamento, principalmente para indivíduos com comprometimento motor, pois permite a ativação muscular mesmo na ausência de controle voluntário. Neste contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema de controle voltado para a otimização do treinamento isométrico multi-angular com o uso de NMES. A abordagem utiliza uma órtese de joelho instrumentada com célula de carga, capaz de medir o torque gerado pela contração muscular em diferentes posições angulares. O sistema visa ampliar a eficiência de protocolos de reabilitação por meio do controle do torque produzido em resposta à eletroes timulação. O objetivo central da pesquisa é desenvolver a estrutura de integração entre a órtese e o eletroestimulador para implementação de estratégias de controle. A metodologia adotada foi estruturada em cinco fases: (1) Desenvolvimento de Estrutura de integração e controle entre órtese e eletroestimulador (2) identificação dos parâmetros dinâmicos da perna estimulada com base na resposta de torque; (3) projeto de controladores PID com base nos parâmetros identificados; (4) desenvolvimento de uma rotina de identificação automá tica, visando facilitar a adaptação do sistema a diferentes usuários e sessões de treinamento; (5) validar o controlador PID. Espera-se que os resultados deste estudo contribuam para a evolução de estratégias de controle aplicadas à eletroestimulação funcional, promovendo protocolos de reabilitação mais eficazes e individualizados. A integração entre controle auto mático e dispositivos assistivos tem potencial para melhorar significativamente a autonomia e qualidade de vida de pessoas com deficiência motora.