BR102014023282B1

BR102014023282B1 - luva instrumentada e órtese ativa para a quantificação e atenuação do tremor humano

Info

Publication number: BR102014023282B1
Application number: BR102014023282-6A
Authority: BR
Inventors: Adriano De Oliveira Andrade; Alessandro Ribeiro De Pádua Machado; João Areis Ferreira Barbosa Júnior; Guilherme Lopes Cavalheiro; Edna Alves De Oliveira; Ana Paula Se Souza Paixão
Original assignee: Universidade Federal de Uberlândia; Fundação De Amparo A Pesquisa Do Estado De Minas Gerais - Fapemig
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2021-01-12
Also published as: BR102014023282A8; BR102014023282A2

Abstract

LUVA INSTRUMENTADA E ÓRTESE ATIVA PARA A QUANTIFICAÇÃO E ATENUAÇÃO DO TREMOR HUMANO A presente invenção refere-se a uma órtese ativa contida na luva instrumentada e luva instrumentada, capaz de atenuar o tremor de punho, o dispositivo é composto por uma luva instrumentada composta por sensores de movimento e duas hastes rígidas unidas por uma articulação que se encontram ao punho humano, além de sensores para captação da contração muscular, um microcontrolador adaptado ao braço do indivíduo e uma bateria colocada em um local estratégico. Na articulação das hastes existe um atuador, que tem a função de gerar resistência contrária ao movimento do tremor.

Description

LUVA INSTRUMENTADA E ÓRTESE ATIVA PARA A QUANTIFICAÇÃO E ATENUAÇÃO DO TREMOR HUMANO

[01]. Campo da invenção

[02]. A presente invenção refere-se a uma órtese ativa contida na luva instrumentada e luva instrumentada, capaz de atenuar o tremor de punho, o dispositivo é composto por uma luva instrumentada composta por sensores de movimento e duas hastes rígidas unidas por uma articulação que se encontram ao punho humano, além de sensores para captação da contração muscular, um microcontrolador adaptado ao braço do indivíduo e uma bateria colocada em um local estratégico. Na articulação das hastes existe um atuador, que tem a função de gerar resistência contrária ao movimento do tremor.

[03]. Estado da Técnica

[04]. Já existem órteses com o intuito de inibir o tremor humano, algumas delas inibem apenas o tremor de punho, outras inibem o tremor de todo o membro superior. A maioria destas órteses são fabricadas com materiais diferentes da órtese proposta.

[05]. As órteses já existentes são de difícil utilização, e não ergonômicas. Algumas das órteses existentes, devido ao tamanho, podem interferir nas atividades diárias dos usuários. Tais dispositivos são compostos por um pequeno número de sensores, minimizando a sensibilidade de resposta ao movimento do tremor. Outro aspecto negativo é que estas órteses ainda não estão disponíveis à população.

[06]. A patente JP2013043028-A consiste em um dispositivo que também pretende atenuar o tremor, porem ele atua nas articulações do punho e do cotovelo, apresentando vários componentes que podem gerar limitações na realização das atividades diárias.

[07]. Outros mecanismos foram concebidos para a atenuação do tremor, W01992013504 Al e US005231998, porém possuem grandes limitações em relação à movimentação do usuário. Outro ponto negativo é o tamanho dos aparatos, muito grandes e incômodos para os usuários.

[08]. Para superar os problemas existentes, a proposta desta invenção é o desenvolvimento de uma órtese ativa, que contém a luva instrumentada citada acima, para atenuação do tremor humano, projetada considerando-se fatores ergonômicos que possibilitem a livre movimentação do punho, sem interferir nos movimentos diários. A solução proposta é atenuar o tremor humano, sem proporcionar os transtornos já existentes nas órteses encontradas.

[09]. Descrição da invenção

[010]. A luva, objeto da presente invenção, é composta por um material maleável e confortável, que se ajusta perfeitamente, na mão de uma pessoa (existem luvas grandes, médias e pequenas).

[011]. A invenção poderá ser melhor compreendida com o auxílio das figuras em anexo que mostram os detalhes da órtese ativa e seus componentes, onde:

- FIGURA 1 é mostra um diagrama representativo dos componentes da iuva instrumentada.
- FIGURA 2 mostra uma foto ilustrativa de todos os componentes sendo utilizados por um paciente, onde: luva composta por material flexível (14), atuador (12) e micro controladores (1 e 2).
- FIGURA 3 mostra o atuador (12) com as hastes articuladas para o antebraço e palma da mão (15).
- FIGURA 4 mostra apenas a Iuva, detalhando os compartimentos (16 e 17) onde são posicionados os sensores de movimento, constituídos por acelerômetro, magnetômetro e giroscópio (4 e 7), compartimentos (18) onde são posicionados os sensores flexíveis verticais (5) e compartimentos (19) onde são acopiados os sensores flexíveis laterais (6)
- FIGURA 5 mostra imagens do software em funcionamento.

[012]. O diagrama representativo mostrado na FIGURA 1 mostra os componentes do sistema (luva), que é composto por micro controladores (1 e 2), cabos de comunicação (3), sensor de movimento, constituldo por acelerômetro, magnetômetro e giroscópio (4 e 7), sensores flexíveis verticais (5), sensores flexíveis laterais (6), eletrodos de eletromiografia (8 e 9), eletrodo de referência da eletromiografia (10), eletromiógrafo (11), atuador (12) e bateria (13).

[013]. A FIGURA 2 apresenta uma foto de todo o aparato durante uma utilização, enfatizando a Iuva composta por material flexível (14), o atuador (12) responsável pela atenuação do tremor e os micro controladores (1 e 2) responsáveis pelo funcionamento de todo sistema.

[014]. O dispositivo mostrado na FIGURA 3 é responsável pelo controle e atenuação do tremor, ele é composto pelo atuador (12) e pelas hastes articuladas para o antebraço e palma da mão (15).

[015]. Na FIGURA 4 são mostrados os compartimentos para a fixação de duas unidades de mensuração inercial, compostas cada uma delas por acelerômetro de três eixos, magnetômetro de três eixos e giroscópio de três eixos, um deies fica na parte da luva correspondente à extremidade distal da mão (16) e o outro é posicionado na parte da Iuva correspondente ao antebraço (17), servindo como referência para o outro eletrodo, dois sensores flex verticais (18) (sensores sensíveis à deformações posicionados nas partes da luva correspondentes ao dorso e à palma da mão) e dois sensores flex horizontais (19) (sensores sensíveis à deformações posicionados nas partes da luva correspondentes às laterais esquerda e direita da mão).

[016]. Externamente à Iuva, eietrodos de eletromiografia são posicionados na região dos músculos flexores (8) e extensores (9) do antebraço, com a finalidade de se obter mais informações para o melhor entendimento dos sinais de tremor. Todos os sensores da luva se comunicam por meio de cabos USB a um micro controlador (1) que é fixado por meio de uma cinta ao braço do paciente. Os sensores de eletromiografia são Iigados a outro micro controlador (2) que também é fixado ao braço por meio de uma cinta. Os dois micro controladores (1 e 2) citados se comunicam com o computador por meio de cabos USB, levando todas as informações obtidas até o software, que processa todas as informações.

[017]. A FIGURA 5 detalha o software em funcionamento com os gráficos relativos aos acelerômetros, giroscópios e magmetômetros (20). Com relação aos acelerômetros, o eixo das abscissas representa a aceleração e o eixo das ordenadas representa o tempo, com relação aos magnetômetros o eixo das abscissas representa o deslocamento com relação ao campo magnético da Terra e o eixo das ordenadas representa o tempo, com relação aos giroscópios o eixo das abscissas representa a angulação e o eixo das ordenadas representa o tempo. O software também mostra um gráfico para os sensores flex laterais (21) e outro gráfico para os sensores flex verticais e os sensores de eletromiografia (22 e 23).

[018]. Outras características da invenção são:

- Uma luva feita de material flexível, ajustável à mão e ao antebraço do indivíduo com compartimentos para serem posicionados os sensores.
- Sensores de movimento (acelerômetros, giroscópios e magnetômetros), sensores flexíveis que captam o movimento diretamente da articulação e sensores de eletromiografia para captação da contração dos músculos flexores e extensores do antebraço;
- Hastes de material rígido articuladas entre si, posicionando-se uma no antebraço e outra na palma da mão;
- Atuador, que é um motor que atua na articulação das hastes, gerando resistência oposta ao tremor;
- Microcontrolador, responsável pelo processamento das informações obtidas através dos sensores de movimento e pelo comando do atuador;
- Bateria, fonte de energia isolada, destinada à alimentação elétrica do microcontrolador, do eletromiógrafo e do atuador.

[019]. A luva foi desenvolvida para auxiliar pessoas que sofrem com os diversos problemas que podem gerar o tremor de punho. Profissionais da saúde podem utilizar a luva (sem a presença do atuador) para a quantificação do tremor do paciente, determinando o nível do tremor antes e depois de um determinado tratamento, com o objetivo de avaliar a eficácia do tratamento utilizado. O conjunto da luva com o atuador possui a finalidade de atenuar o tremor de punho em pacientes com diversas patologias geradoras de tremor, melhorando significativamente a qualidade de vida dessas pessoas.

Claims

LUVA INSTRUMENTADA PARA A QUANTIFICAÇÃO DO TREMOR HUMANO, caracterizada por compreender uma luva composta por material flexível (14) que possui compartimentos para a fixação de sensores de movimento (16 e 17), sensores flex verticais (18) e sensores flex horizontais (19), acompanhada por micro controladores (1 e 2), cabos de comunicação (3), sensores de movimento, constituídos por acelerômetro, magnetômetro e giroscópio (4 e 7), sensores flexíveis verticais (5), sensores flexíveis laterais (6), eletrodos de eletromiografia (8 e 9), eletrodo de referência da eletromiografia (10), eletromiógrafo (11), atuador (12) e bateria (13) para a ieitura dos sinais advindos dos eletrodos é utilizado um software desenvolvido especialmente para a detecção desses sinais, onde existe a representação dos sinais dos sensores de movimento (20), sensores flexíveis laterais (21) e laterais (22) e sensores de eletromiografia (23).
ÓRTESE ATIVA PARA A ATENUAÇÃO DO TREMOR DA ARTICULAÇÃO DE PUNHO contida na iuva instrumentada conforme definida na reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda duas hastes articuladas compostas por material rígido (15), que ficam apoiadas no antebraço e palma da mão do indivíduo ligadas a um atenuador (12), para atenuação do tremor da articulação do punho, onde para a fixação das hastes articuladas (15) na mão dos individuos é necessária a utilização da luva composta por material flexível (14).