Feedback na reabilitação motora

Wednesday, 16 de September de 2020

O Acidente Vascular Encefálico(AVE), também conhecido por AVE ou derrame, atinge uma a cada 6 pessoas no mundo, onde 90% dos sobreviventes apresenta alguma deficiência funcional. Dessa população, poucas pessoas se beneficiam com tecnologias em prol da reabilitação. Por quê?

O uso de tecnologias na reabilitação por vítimas do AVE ou profissionais da saúde ainda é limitado visto algumas lacunas de produtos e pesquisas atuais, que podem ser preenchidas para oferecer terapias mais eficazes. Considerando isso, um trabalho realizado considerou a revisão bibliográfica e estado da arte de órteses e exoesqueletos e, assim, propôs uma linha de projeto que pode contribuir em tecnologias mais aplicadas no cotidiano de pessoas com AVE. Na figura abaixo, é possível verificar alguns métodos existentes de reabilitação do AVE assistida por robô, onde é possivel aplicar interface cérebro máquina (ICM), através de eletroencefalografia (EEG), por exemplo.

 
Fonte: Proposta para reabilitação de AVE (Hobbs et al., 2020)

Visando a otimização desses projetos, diversas pesquisas levantam alguns pontos que devem ser considerados no desenvolvimento de projetos, sendo eles:

  • Método de correção de erro por meio de interação física: a marcha é considerada o resultado de sistemas neuromecânicos sensoriomotores complexos que fazem uso de feedback em tempo real para controlar grupos musculares. O método em questão tem o objetivo de minimizar a diferença(o erro) entre o movimento normal e parético através da intervenção robótica, enquanto o ocorre a repetibilidade e a intensidade de treinamento.
  • Método do aumento de erro por meio de interação física: indivíduos que tiveram o AVE tem a capacidade normal de fazer adaptações locomotoras reativas e preditivas durante a caminhada. Autores citam que a plasticidade neural é evocada por meio do cérebro na tentativa de correção da marcha em resposta ao distúrbio. A idéia do método é induzir perturbações, onde o feedback do erro pode reduzir simetrias na marcha e induzir também um treinamento para condições do dia a dia.

Quando se fala em feedback, deve se pensar nos mecanismos sensório-motores. Na reabilitação motora, quando esses mecanismos estão envolvidos com a fisioterapia, ocorre a estimulação da neuroplasticidade, no qual torna-se possível corrigir déficits mentais e físicos. Em outras palavras, “encontrar”, “evocar” e “manipular” os mecanismos neurais que auxiliam na plasticidade cerebral é essencial.  Para esses caminhos sensório-motores, devemos considerar os principais feedback´s, sendo:

  • Feedback Visual: visa oferecer informações sensoriais aos mecanismos associados com a posição e movimento no espaço, gerando incentivo aos pacientes a melhorar os movimentos através da ativação de grupos musculares direcionados para melhorar os resultados funcionais. A realidade virtual tem sido visto como uma das formais mais envolventes de estimular as vias visuo-motoras e induzir a plasticidade. Resultados apontam que a aprendizagem motora pode ser otimizada em ambientes virtuais e com o aumento da velocidade da marcha. A realidade virtual também pode proporcionar um ambiente que exige uma configuração do mundo real, o que pode contribuir no treinamento do uso de uma tecnologia para aplicação no cotidiano. O método foi utilizado, por exemplo, para estudar os efeitos das perturbações durante a marcha sobre o solo
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  • Percepção cutânea e háptica: o feedback tátil está sendo cada vez mais visado como uma forma de estimular a plasticidade cerebral. Podendo trazer benefícios como o aprendizado motor, a modalidade ativa estruturas cerebrais especificas que envolver o processamento de erros. É aplicado em exoesqueletos de membros inferiores para controle de postura e informações de feedback de um movimento desejado.
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  • Equlibriocepção: a sensação de equilíbrio é fundamental na caminha. A propriocepção. O feedback proprioceptivo pode fornecer informações como comprimento muscular preciso e velocidade através de canais neurais. Durante a marcha, o centro de pressão, as forças de reação do solo e o centro de massa são usadas pelo cérebro e esses conceitos já são ate utilizados em órteses.

Considerando todos esses pontos, o trabalho citado propôs um modelo que aplica essas técnicas. Os mecanismos de coordenação entre os membros foram direcionados através do método de distúrbios de aumento de erro através de um treinamento em esteira com um suporte de peso. O sistema é composto por um feedback visual (realidade virtual).

Figura: Projeto proposto (Hobbs et al., 2020)

O método proposto pode trazer benefícios para a reabilitação, considerando a associação mecânica e neural dos membros inferiores.

 

Referências

Hobbs, B., & Artemiadis, P. (2020). A Review of Robot-Assisted Lower-Limb Stroke Therapy: Unexplored Paths and Future Directions in Gait Rehabilitation. Frontiers in Neurorobotics, 14.

Ajayi, M. O., Djouani, K., & Hamam, Y. (2020). Interaction Control for Human-Exoskeletons. Journal of Control Science and Engineering, 2020.

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Autor:

Mouhamed Zorkot

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