Melhorando a função de preensão em pessoas com deficiências sensório-motoras combinando estimulação elétrica com uma órtese de mão robótica (SENSIBLE-EXO)

As deficiências motoras e sensoriais da mão resultantes de distúrbios ou lesões neurológicas afetam mais de 50 milhões de indivíduos em todo o mundo. Condições como acidente vascular cerebral, lesão da medula espinhal (LM) e traumatismo cranioencefálico (TCE) podem causar deficiências nas mãos a longo prazo, impactando bastante as atividades diárias e a integração social. Uma vez que a fisioterapia tradicional tem eficácia limitada na reabilitação, os dispositivos auxiliares que auxiliam no desempenho das atividades diárias surgiram como uma solução necessária. Os exoesqueletos macios oferecem vantagens, pois são mais confortáveis ​​e adaptáveis ​​para o usuário, mas muitas vezes lutam para gerar força suficiente. Por outro lado, roupas de estimulação elétrica, como e-sleeves, são promissoras ao estimular nervos e músculos no antebraço. No entanto, alcançar um controle de movimento preciso e estável continua sendo um desafio devido às dificuldades na colocação de eletrodos para estimulação direcionada. Além disso, nenhum dos dispositivos atualmente disponíveis é capaz de restaurar artificialmente a sensação perdida nas mãos dos usuários, limitando sua capacidade de manipular objetos frágeis.

Reconhecendo essas limitações, nosso estudo propõe uma solução que combina um exoesqueleto macio de mão padrão com: (i) estimulação elétrica nos músculos flexores e extensores dos dedos para gerar contrações musculares artificiais sincronizadas com o movimento do exoesqueleto, compensando a falta de força de preensão, e (ii) estimulação elétrica dos nervos para restaurar artificialmente a sensação de toque perdida, permitindo que os usuários recebam feedback sobre a força que estão aplicando ao interagir com o ambiente. Os investigadores referem-se a esta combinação proposta como Sensible-Exo.

Para atingir esse objetivo, nosso projeto visa avaliar as melhorias funcionais em cenários assistivos e reabilitativos usando o SensoExo em comparação ao uso apenas do exoesqueleto ou sem nenhum suporte. O exoesqueleto será acoplado a uma manga de estimulação elétrica capaz de fornecer estimulação elétrica não invasiva na forma de Estimulação Elétrica Funcional (FES) e Estimulação Elétrica Nervosa Transcutânea (TENS). Uma luva com sensores embutidos de força e flexão será utilizada para modular a estimulação elétrica. Além disso, além de estudar o aprimoramento de tarefas funcionais, os investigadores explorarão melhorias na percepção corporal, representação e integração multissensorial. Com efeito, os investigadores também pretendem identificar a forma como os pacientes percebem o seu corpo por meio de avaliações de realidade virtual ad hoc que foram desenvolvidas. Antes de cada avaliação, o paciente realizará algum movimento predefinido em realidade virtual para se familiarizar com ele e aumentar a incorporação.

Durante o estudo, os participantes realizarão uma série de tarefas com base em suas habilidades residuais, incluindo tarefas motoras (por exemplo, agarrar e soltar, teste de função manual do Instituto de Reabilitação de Toronto, teste de regulação da força de preensão, teste de ovo virtual), tarefas cognitivas (tarefas duplas) , e avaliações de representação e percepção corporal. Algumas destas tarefas serão realizadas em ambientes de Realidade Virtual, com e sem estimulação ativa.