BRPI1003793A2 - máquina de reabilitação motora e postural - Google Patents

Abstract

MáQUINA DE REABILITAçãO MOTORA E POSTURAL. Composta por um mecanismo de seis motores e seis graus de liberdade integrado com as tecnologias de multimídia e de informática. O mecanismo possui arquitetura paralela. O sistema multimídia é composto por um monitor de vídeo, um sistema de áudio e uma câmera de vídeo. Um computador controla os movimentos do mecanismo e o sistema de multimídia, integrando o movimento em três dimensões com informação sensorial de visão e audição. Essa máquina consiste em uma ferramenta poderosa capaz de fornecer aos pacientes, médicos e fisioterapeutas todos os elementos necessários para a realização de uma reabilitação eficiente. Esses elementos são: exercícios orientados ao problema, repetição intensa dos exercícios, progressão da dificuldade dos exercícios, estímulos sensoriais e motores adequados, realimentação do desempenho para o paciente e motivação do paciente. Essa máquina permite a realização de diferentes tipos de reabilitação, na medida em que diferentes acessórios podem ser utilizados. Entre esses acessórios têm-se, por exemplo: mecanismo suspensor de peso, esteira para caminhada, montaria para equitação, banco e corrimão. Ressalta-se que cada novo acessório permite um tipo diferente de reabilitação, ampliando-se, assim, consideravelmente os possíveis usos da máquina.

Description

Descritivo

"MÁQUINA DE REABILITAÇÃO MOTORA E POSTURAL"

A presente patente de invenção tem objetivo gerar informações precisas para os profissionais da área da saúde e pesquisa e desenvolver novos protocolos em terapias de reabilitação motora e postural integrando movimento tridimensional com possibilidades de manipulação da informação sensorial. A máquina resolverá a falta de informações mensuráveis das avaliações clínicas e médicas feitas atualmente e possibilitará a aplicação de novos tratamentos.

Dessa forma, as vantagens dessa máquina em relação aos sistemas de reabilitação convencionais, ou que são comercializados atualmente, são:

• possibilidade de realização de exercícios e treinamentos orientados especificamente ao problema de cada indivíduo;

• possibilidade de controlar a intensidade de repetição dos exercícios;

• facilidade para aumentar progressivamente a dificuldade dos exercícios,

• capacidade de oferecer aos pacientes ambientes agradáveis e desafiadores causando, assim, um aumento do comprometimento e da motivação do paciente;

• possibilidade de realimentação imediata dos resultados para o terapeuta e, assim, ajustar a dificuldade dos exercícios durante a realização dos mesmos;

• possibilidade de realimentação dos resultados para o paciente aumentando a eficiência do tratamento;

• possibilidade de gerar distratores de atenção auditivos, visuais e de movimento permitindo o uso da máquina para automatização de movimentos e de equilíbrio;

• possibilidade de utilização de protocolos específicos para cada paciente;

• possibilidade de geração de relatórios de progresso do paciente;

• capacidade de gerar qualquer tipo de movimento integrado com estímulos visuais e auditivos; • capacidade de realizar várias formas de reabilitação adequadas para diversas patologias e deficiências;

• possibilidade de ser utilizada também para avaliação médica de pacientes com problemas motores e sensoriais;

• diminuição do tempo de tratamento.

A possibilidade de utilização de vários tipos de acessórios amplia consideravelmente o uso da máquina de reabilitação para diferentes tipos de terapias. Entre essas terapias destacam-se: treinamento e automação de locomoção, treinamento e automação de equilíbrio e postura, treinamento e automação de controle de tronco, equoterapia e recuperação da função de membros inferiores. Assim, essa máquina tem o potencial de beneficiar diversos grupos de pacientes que sofrem algum tipo de problema físico motor e de postura. Entre esses grupos destacam-se os pacientes com problemas neurológicos, que sofreram traumatismo físico e/ou craniano, pacientes que sofreram derrame cerebral, pacientes que sofrem de tonturas e idosos com problemas de quedas. Além disso, a capacidade da máquina gerar qualquer tipo de movimento possibilita também a sua utilização para tratamento de pessoas que apresentam problemas osteo-musculo-articulares de etiologia mecânica ou neuro-funcional.

A realimentação imediata dos resultados pode ajudar o médico ou o fisioterapeuta em ajustar a dificuldade dos exercícios para que esses sejam adequados à capacidade individual do paciente. Exercícios muito difíceis ou muito fáceis resultam em taxas de sucesso de recuperação baixas.

A informática é capaz de fornecer protocolos de tratamento uniformizados desenvolvidos para deficiências físicas e limitações funcionais específicas, que podem aumentar a taxa e a velocidade de recuperação por meio da realização de tratamentos específicos e altamente efetivos. Assim, o nível de dificuldade do tratamento pode ser ajustado às necessidades de cada paciente individualmente.

Protocolos uniformizados juntamente com a realimentação imediata do desempenho asseguram a adesão do paciente ao tratamento maximizando os resultados. Adicionalmente, a possibilidade de gerar relatórios diários do progresso do paciente permite ao terapeuta acompanhar a evolução do paciente e ajustar o tratamento de forma efetiva na medida em que o paciente progride.

A informática possibilita também gerar relatórios que fornecem dados customizados dos pacientes de forma consistente e eficiente. Esse tipo de documentação tem um alto valor para decisões clínicas médicas e auditorias médicas. Além disso, a possibilidade de gerar dados de pacientes de forma customizada tem grande potencial para auxiliar estudos e pesquisas médicas na área de reabilitação.

A informática pode fornecer também critérios objetivos para planejar o tratamento e fazer com que o paciente obtenha o nível de tratamento correto mais rapidamente.

Assim, ocasiona redução de custos, diminuição da deterioração da condição física e da desmotivação do paciente em razão de medo e de restrição das atividades. A alocação objetiva e rápida dos recursos disponíveis também ajuda assegurar aos pacientes e suas famílias que o tratamento correto está sendo fornecido e que os custos são justificados.

A capacidade da máquina de reabilitação motora e postural quantificar deficiências físicas, motoras e sensoriais tem um valor significativo para um grande número de especialidades médicas. A oferta de um serviço desse tipo tem um potencial muito grande para realização de serviços de diagnóstico médico. Ressalta-se que não é objetivo desse projeto desenvolver métodos para utilizar a máquina para diagnósticos.

Contudo, essa possibilidade está presente e no futuro pode ser explorada.

Praticamente todas as vantagens que essa máquina apresenta permitem que os diversos tratamentos de reabilitação sejam realizados com maior eficiência e conseqüentemente sejam realizados em um tempo menor do que os tratamentos convencionais.

Finalmente, ressalta-se que uma vantagem não menos importante dessa máquina de reabilitação são os seus aspectos econômicos. A possibilidade da máquina ser utilizada para tratamento de reabilitação de diversas deficiências é uma garantia da sua plena utilização em hospitais e clinicas. Assim, tem-se a vantagem adicional de redução de riscos financeiros e de custos de operação. A Figura 1 apresenta um esquema da máquina de reabilitação proposta. A máquina consiste de uma plataforma móvel, com capacidade de realizar movimentos tridimensionais, integrada a um sistema de multimídia por meio de um computador. A plataforma móvel é capaz de realizar movimentos de translação e rotação independentes nas direções vertical, lateral e longitudinal. A composição desses seis movimentos permite a realização de qualquer tipo de movimento em três dimensões. 0 sistema multimídia é composto por um monitor de vídeo, um sistema de áudio, um joystick para o paciente e uma câmera de vídeo. O computador controla os movimentos da plataforma móvel e o sistema de multimídia, além de integrar os movimentos da plataforma móvel com as informações sensoriais de visão e audição.

Para permitir diferentes tratamentos que podem utilizar essa tecnologia em benefício dos pacientes, na plataforma móvel podem ser acoplados diferentes acessórios. Entre os acessórios que podem ser utilizados com a máquina de reabilitação têm-se, por exemplo: mecanismo suspensor de peso, esteira para caminhada, montaria para equitação, banco e corrimões. Ressalta-se que cada novo acessório permite um tipo diferente de tratamento, ampliando-se, assim, consideravelmente os possíveis usos da máquina de reabilitação motora e postura!. 4. DESCRIÇÃO DA MÁQUINA

Essa seção apresenta uma descrição detalhada da máquina de reabilitação motora e postural.

4.1 Descrição geral

A máquina de reabilitação motora e postural é constituída basicamente por cinco partes: 1) mecanismo; 2) sistema de controle; 3) conjunto de acionamento dos motores; 4) sistema multimídia; 6) interface homem-máquina; 7) acessórios para tratamento; e 8) outros sistemas (sistema elétrico e estrutura mecânica).

O mecanismo é responsável por gerar fisicamente os movimentos da máquina. O sistema de controle é responsável pelo controle dos motores que movimentam o mecanismo, pelo controle do sistema multimídia e pelo controle da interface homem- máquina. O conjunto de acionamento dos motores recebe os comandos de movimento dos motores, gerados pelo sistema de controle, e fornece a tensão e corrente necessárias aos motores. O sistema multimídia é composto por um monitor de vídeo, sistema de áudio, um joystick para o paciente e uma câmera de vídeo. Esse sistema serve para mostrar imagens e sons ao paciente de forma a criar um ambiente de distração e também para fornecer uma posição de referência do paciente. A interface homem-máquina é responsável pelo recebimento de comandos do operador, pela apresentação de informação sobre o funcionamento da máquina e por gerar relatórios de uso e de pacientes. Os acessórios para tratamento são componentes que permitem realizar as diferentes terapias nos pacientes. O sistema elétrico é responsável por fornecer corrente e tensão adequadas aos diversos componentes. A estrutura mecânica é responsável por suportar e fornecer uma base para o mecanismo e demais partes do sistema.

Ressalta-se que essa máquina está sendo concebida tendo como base a patente "Simulador de Equitação, Equoterapia, Hipoterapia e Equinoterapia", protocolo de solicitação de patente INPI n° 018090040371 de 24/08/2009, de autoria dos inventores Jorge Luis dos Santos, Eduardo Lobo Lustosa Cabral e Clarice Tanaka. 4.2 Mecanismo

O mecanismo é responsável por gerar os movimentos desejados, ou seja, é responsável por produzir movimentos evocando respostas posturais que demandam todos os graus de liberdade de movimento que as articulações corporais são capazes de produzir no conjunto. Desta forma, o mecanismo tem que possuir seis graus de liberdade, ou seja, três movimentos de translação e três movimentos de rotação.

Os mecanismos podem ser divididos em duas grandes categorias: mecanismos de cadeia cinemática aberta (seriados) e mecanismos de cadeia cinemática fechada (paralelos). Em contraste com os mecanismos seriados, os ligamentos de um mecanismo paralelo trabalham em conjunto para definir o movimento. Na medida em que os ligamentos de um mecanismo paralelo trabalham em conjunto e os seus atuadores ou estão montados na base fixa ou muito próximos a esta, esses mecanismos apresentam uma baixa relação entre massa própria^e carga útil. Essas características fazem com que os mecanismos paralelos sejam mais simples, mais leves, mais rígidos, tenham menor inércia e em geral sejam mais baratos do que os mecanismos seriados. Em razão do baixo peso e baixa inércia, um mecanismo paralelo pode alcançar velocidades e acelerações muito maiores do que um mecanismo seriado.

Um dos mecanismos paralelos mais antigos e populares de seis graus de liberdade (três movimentos independentes de translação e três movimentos independentes de rotação) utilizados em simuladores é a chamada Plataforma de Stewart-Gough (Stewart, 1965). Esse mecanismo possui seis ligamentos de comprimento variável. Os ligamentos estão fixos na plataforma fixa por meio de juntas universais e na plataforma móvel por meio de articulações esféricas. Na medida em que o comprimento dos ligamentos varia a plataforma móvel se movimenta. Em razão do número e da configuração dos ligamentos esse mecanismo é denominado mecanismo de arquitetura 6-UPS. Nessa denominação U significa junta universal, P articulação de translação e S articulação esférica. Outros mecanismos de seis graus de liberdade com arquitetura 6-UPS bastante populares são a Máquina Hexapod (Girffis et al, 1994), e a Máquina Hexaglide (Knapp e Cobet, 2000). Essas duas máquinas são muitos similares à Plataforma de Stewart-Gough1 sendo que a sua atuação também é feita por meio de atuadores lineares.

Outra arquitetura de mecanismo paralelo de seis graus de liberdade muito popular e também bastante utilizada é a arquitetura 6-RUS. Nesse caso R significa articulação de rotação. O mecanismo de seis graus de liberdade com arquitetura 6-RUS mais conhecido é a máquina Hexa (Pierrot et al, 1991). Atualmente existem diversas versões da arquitetura Hexa. As principais vantagens dos mecanismos com configuração 6-RUS em relação aos mecanismos com configuração 6-UPS são: (1) o baixo peso das partes móveis, pois os atuadores estão presos na base fixa; e (2) a possibilidade de usar motores elétricos rotativos de baixo custo.

O mecanismo escolhido é do tipo cadeia cinemática fechada com arquitetura 6-RUS. A Figura 2 apresenta um esquema em perspectiva do mecanismo. Ressalta-se que esse mecanismo é uma versão da arquitetura Hexa. Esse mecanismo é capaz de realizar qualquer movimento de translação e rotação em torno dos eixos Iongitudmal (eixo X), lateral (eixo Y) e vertical (eixo Z).

Nota-se que um mecanismo fechado apresenta menor mobilidade do que um mecanismo de seriado, mas, como visto, tem muitas outras vantagens. Para aplicação em reabilitação a baixa mobilidade dos mecanismos de arquitetura fechada não consiste em uma limitação, pois os movimentos exigidos para a máquina são relativamente pequenos.

O mecanismo consiste basicamente de duas plataformas, uma fixa (base) e outra móvel, conectadas por meio de seis pernas. Nota-se que um Iigamento de um mecanismo paralelo, dependendo da sua configuração, pode ser constituído de diversas barras e, portanto, é mais conveniente chamar os Iigamentos de um mecanismo paralelo de "pernas". Todas as seis pernas do mecanismo possuem a mesma configuração. Cada perna é composta por um motor elétrico rotativo, um redutor de velocidade angular, uma haste motora, uma haste movida e duas articulações esféricas. Cada perna é acionada independentemente pelo seu motor acoplado ao redutor de velocidade que estão fixos na base fixa. Uma das extremidades da haste motora é fixa no eixo de saída do redutor de velocidade e a outra extremidade é conectada à haste movida por meio de uma articulação esférica. A outra extremidade da haste movida é conectada à plataforma móvel também por uma articulação esférica. Observa-se que as juntas universais foram trocadas por articulações esféricas. Essa troca não altera o funcionamento nem as características do mecanismo.

Figura 1. Esquema simplificado da máquina de reabilitação.

1 Máquina, 2 Acionadores,3 impressora,4 Painel de controle,5 Interface computadores com acionadores,6 Computador e software multimídia, 7 Interface multimídia com computador, 8 Câmera de vídeo,9 Tv e Monitor, 10 áudio.

1- Na Figura 2 as diversas partes numeradas são denominadas da seguinte forma: 1- base fixa; 2- motor elétrico rotativo acoplado a redutor de velocidade angular; 3- perna; 4- plataforma móvel. Como mencionado, o mecanismo da Figura 2 é de arquitetura 6-RUS e consiste basicamente de duas plataformas, uma fixa (base) e outra móvel, conectadas por meio de seis pernas. Todas as seis pernas do mecanismo possuem a mesma configuração. Cada perna é acionada por um motor elétrico rotativo acoplado a um redutor de velocidade angular que estão fixos na base fixa. O redutor de velocidade angular é necessário para diminuir a rotação e aumentar o torque do eixo do motor elétrico às necessidades de rotação e torque das pernas.

2- Cada perna é composta por um motor rotativo, um redutor de velocidade angular, uma haste motora, uma haste movida e duas articulações esféricas. A Figura 3 apresenta um esquema de uma perna do mecanismo. Os diversos componentes numerados na Figura 3 são os seguintes: 1- base fixa; 2- motor elétrico rotativo; 3- redutor de velocidade angular; 4- haste motora; 5- haste movida; 6- articulação esférica; 7- plataforma móvel. Uma das extremidades da haste motora é fixa no eixo de saída do redutor de velocidade (ponto Ai) e a outra extremidade é conectada à haste movida (ponto Bi) por meio de uma articulação esférica. A outra extremidade da haste movida é conectada à plataforma móvel por uma articulação esférica (ponto Ci). Ressalta-se que no lugar de existirem duas articulações esféricas em cada perna, poderia-se ter uma articulação esférica e uma articulação universal sem nenhuma alteração do movimento ou do funcionamento do mecanismo. A articulação universal pode substituir qualquer uma das duas articulações esféricas. Cada perna do mecanismo permite que um objeto fixo na sua extremidade móvel, ponto Ci, tenha seis graus de liberdade, ou seja, pode transladar nas três direções (X, Y e Z) e girar em torno dos três eixos (X, Y e Z).

O funcionamento do mecanismo é o seguinte. Como a haste motora de cada perna é fixa ao eixo de saída do seu respectivo redutor de velocidade e o redutor de velocidade é acionado pelo motor elétrico, quando o motor gira a haste motora correspondente gira junto. A haste motora ao girar faz o ponto Bi (ponto de conexão entre a haste motora e a haste movida) girar em torno do eixo do motor. Como o ponto Bi está conectado a uma das extremidades da haste movida, a rotação do ponto Bi faz com que a haste movida se movimente levanto consigo o ponto Ci, que é o ponto de conexão entre a haste movida e a plataforma móvel. Na medida em que os todos os pontos Ci também pertencem à plataforma móvel, quando esses pontos se movimentam a plataforma móvel se movimenta junto. O movimento desejado da plataforma móvel é obtido pelo movimento adequado dos eixos de cada um dos motores.

A flexibilidade de movimento da plataforma móvel depende da geometria de cada uma das pernas e da disposição das pernas no mecanismo. A configuração adotada para o mecanismo do simulador faz com que o simulador tenha seis graus de liberdade e, assim, é capaz de realizar qualquer movimento de translação e rotação em torno dos eixos longitudinal, lateral e vertical.

A Figura 4 apresenta um esquema do mecanismo com a plataforma móvel em diversas posições diferentes. Nessa figura pode-se observar que dependendo da posição dos motores de cada perna a plataforma móvel adquire uma determinada posição e orientação.

A Figura 5 apresenta um diagrama do sistema de controle que mostra a sua configuração básica e as suas interfaces com os diversos componentes do simulador. O processador excuta um programa computacional, que consiste em um laço infinito. A execução do laço inicia com um comando do usuário definindo um tipo de movimento com determinada velocidade e amplitude. O laço pode ser interrompido por um comando do usuário, pelo sistema de segurança, ou por algum indicador de falha no simulador. O laço é repetido com uma freqüência de dezenas de vezes por segundo de forma que a o Teorema de Amostragem seja sempre obedecido. Dentro do laço são executadas as seguintes tarefas: (1) leitura na memória da posição desejada da plataforma móvel no instante de tempo t de acordo com o movimento desejado; (2) ajuste da posição desejada de acordo com a amplitude e velocidade definidas pelo usuário; (3) calculo das posições desejadas para os seis motores de acordo com o movimento desejado para a plataforma; (4) leitura dos sensores de posição de cada um dos seis motores; (5) cálculo do comando para os acionadores dos motores; (6) verificação de novos comandos do usuário; (7) verificação de acionamento do circuito de segurança; (8) cálculo das informações que são fornecidas ao usuário na interface homem-máquina; (9) envio das informações para o visor da interface homem-máquina; (10) controle das saídas de vídeo e áudio.

4.3 Sistema multimídia

O sistema multimídia é responsável por gerar as imagens e sons de forma a criar os diferentes ambientes de tratamento e diferentes distratores de atenção. O sistema multimídia é composto por um monitor de vídeo, um sistema de áudio, uma câmera de vídeo, um joystick para o paciente, um software que gera as imagens e sons desejados e uma interface entre o micro-computador e os componentes de áudio, vídeo e câmera.

O monitor de vídeo é uma tela LCD de 42 polegadas de alta definição. O sistema de áudio é composto por caixas de som e um amplificador com saída de áudio estéreo.

A câmera de vídeo captura imagens dinâmicas do paciente e as apresenta em um quadro fixo localizado no monitor de vídeo. A câmera está posicionada em uma plataforma com movimento de tilt e pan, necessária para ajustar a posição da câmera para a altura de cada indivíduo. Essa plataforma de movimento da câmera tem controle remoto pelo operador da máquina. O software do sistema multimídia, que estará instalado em um micro-computador, é responsável por gerar as imagens e sons de acordo com o exigido pelo protocolo de tratamento. As imagens e sons podem ser gerados com diferentes velocidades para que ocorra o seu sincronismo e integração com o movimento do paciente. O operador da máquina, dependendo da terapia que é realizada, ou define o protocolo da terapia, ou simplesmente pode escolher as imagens e sons dentro de um conjunto pre- determinado.

A interface entre o micro-computador, onde está instalado o software de multimídia, e os componentes desse sistema é composta de um circuito eletrônico que será desenvolvido ou adquirido para essa finalidade. A especificação e projeto dessa interface será definida durante o projeto do sistema de multimídia.

O sistema multimídia gera imagens e sons que servem para dois propósitos: 1) criar distratores de atenção que são utilizados para automação de movimentos e de equilíbrio; 2) as imagens e sons integrados com o movimento do paciente, gerado pelo mecanismo, criam um ambiente no qual o paciente fica imerso. Nota-se que um dos aspectos de motivação do paciente em seguir um tratamento é o ambiente no qual esse tratamento é realizado. Alguns exemplos de ambientes possíveis de serem gerados na máquina são os seguintes:

• Ambiente de movimentação do paciente em relação a um conjunto de objetos.

Nesse caso a máquina pode, por exemplo, simular o paciente se aproximando ou se afastando de objetos;

• Ambiente de visualização da posição e orientação do paciente. Nesse caso a câmera filma o paciente e apresenta a sua imagem no monitor de vídeo enquanto o mecanismo movimenta o paciente. Esse ambiente é um exemplo típico de como pode ser realizado um tratamento de reabilitação de equilíbrio ou de controle de tronco utilizando a máquina a ser desenvolvida.

• Ambiente de jogos. Nesse caso, enquanto o paciente é movimentado pelo mecanismo, ele tem que manter o equilíbrio e ao mesmo tempo realizar jogos simples que são mostrados no monitor de vídeo. Esse ambiente é um exemplo típico de um tratamento de automação de equilíbrio. • Ambiente de caminhada no interior de um prédio. Nesse ambiente o paciente caminha em uma esteira enquanto são apresentadas imagens dinâmicas do interior de um prédio que acompanham o movimentam do paciente. Rampas inclinadas e pisos com desníveis podem estar incluídos nesse ambiente com a finalidade de reabilitação conjunta de locomoção e de equilíbrio.

• Ambiente para equoterapia. Nesse caso o mecanismo simula o movimento de um cavalo, que pode ser, por exemplo, caminhada, trote ou cavalgada. As imagens e sons apresentados acompanham a velocidade de movimento do cavalo e podem mostrar, por exemplo, um campo ou uma estrada.

• Ambiente de estímulos visuais e auditivos. Diversos ambientes podem ser criados incorporando movimentos do paciente com estímulos visuais e auditivos tridimensionais, tais como, salão de danças, ônibus em movimento etc.

O joystick serve para o paciente realizar jogos durante a terapia. Esses jogos são utilizados como forma de distração de atenção. Os jogos utilizados como distração de atenção são simples; consistindo, por exemplo, de realização de contas aritméticas, posicionamento de formas geométricas etc.

Como mencionado, o sistema multimídia do protótipo será simplificado, dessa forma serão implementados poucos ambientes multimídia. Esses ambientes são simples e têm as finalidades de: 1) demonstrar a capacidade da máquina em gerar ambientes virtuais e em integrar movimentos com estímulos sonoros e visuais; 2) comprovar os benefícios do uso da máquina na reabilitação motora e postural; e 3) redução de custos do protótipo.

Seguindo essa linha, no protótipo serão implementados somente os seguintes ambientes:

• Ambiente de visualização da posição e orientação do paciente. Nesse ambiente enquanto o mecanismo movimenta o paciente, a câmera o filma e apresenta a sua imagem no monitor de vídeo. Nesse ambiente não serão incorporados estímulos auditivos. • Dois ambientes de jogos simples que serão definidos posteriormente. Nesses ambientes enquanto o mecanismo movimenta o paciente ele realiza os jogos. A imagem do jogo é apresentada no monitor de vídeo e sons simples são gerados de acordo com a evolução do jogo.

· Ambiente para equoterapia. Nesse ambiente o mecanismo simula o movimento de um cavalo, tendo-se a opção de escolher entre caminhada, trote e cavalgada. Nesse ambiente não será realizada a integração do movimento com estímulos auditivos e visuais. A imagem será estática mostrando uma bela paisagem e não serão incorporados estímulos auditivos.

· Um ambiente simples de integração do movimento do paciente com estímulos visuais. Esse ambiente será definido posteriormente, mas uma possibilidade é um ambiente no qual enquanto o paciente é movimentado para frente e para trás, a imagem aumenta e diminui. Nesse tipo de ambiente o paciente tem a sensação de estar percorrendo grandes distâncias.

· Um ambiente simples de integração do movimento do paciente com estímulos auditivos. Nesse ambiente o som estará coordenado com o movimento da máquina de forma que o paciente pode perceber o movimento que está fazendo de acordo com o som que escuta.

Além desses ambientes, o protótipo será equipado com uma interface homem- máquina que permite ao operador definir movimentos e reproduzir sons e imagens previamente gravadas. Maiores detalhes sobre a operação da máquina se encontram no item 4.6 que apresenta a interface homem-máquina e a sua operação.

Ressalta-se que, apesar de no protótipo a integração do movimento do mecanismo com estímulos visuais e auditivos estar implementada de forma simples, o hardware da máquina, tanto mecânico, como eletrônico serão desenvolvidos de forma a permitir o desenvolvimento de novos ambientes e, principalmente, o desenvolvimento de novos protocolos para novos tratamentos de reabilitação. Esses novos ambientes podem ser mais sofisticados, integrando de forma mais complexa movimentos e estímulos visuais e auditivos.

4.4 Sistema de controle O sistema de controle da máquina é responsável pelo controle do movimento da plataforma móvel, pelo controle da interface homem-máquina e pelo controle do sistema multimídia. Ao controlar tanto os movimentos como o sistema multimídia, o sistema de controle realiza a integração e sincronização do movimento da máquina com as imagens e sons gerados pelo sistema multimídia.

O sistema de controle é composto por um software de controle, um circuito eletrônico que faz interface com os acionadores dos motores que movimentam a máquina e um circuito eletrônico que faz interface com o painel de controle da máquina (ver item 4.5 Interface homem-máquina).

O software de controle será instalado em um micro-computador. Observa-se que nesse mesmo micro-computador também estarão instalados o software de multimídia e o software da interface homem-máquina. O software de controle é composto por três módulos: o módulo de controle de movimento do mecanismo, o módulo de controle da interface homem-máquina e o módulo de controle do sistema de multimídia.

O módulo de controle de movimento do mecanismo controla os movimentos da plataforma móvel. Os movimentos da plataforma móvel podem ser definidos pelo operador da máquina, por meio da interface homem-máquina, ou podem já estar gravados na memória do computador, como no caso dos movimentos de um cavalo para equoterapia. As formas como o operador pode definir, programar e executar um movimento estão descritas no item 4.5.

No caso do movimento da plataforma estar gravado em memória, o movimento de cada motor é calculado em função do movimento desejado para a plataforma usando- se fórmulas geométricas. Essas fórmulas geométricas são funções da geometria do mecanismo. Dessa forma, para cada movimento definido existe uma tabela com as posições lineares e angulares da plataforma móvel em função do tempo. A cada instante de tempo, o sistema de controle mantém as posições e velocidades dos seis motores do mecanismo nas posições desejadas, que por sua vez são calculadas, a cada instante de tempo, em função do movimento desejado (posições lineares e angulares da plataforma móvel nos eixos X, Y e Z). O módulo de controle da interface homem-máquina recebe, por meio da interface homem-máquina, todos os comandos do usuário e fornece os dados e parâmetros desejados pelo usuário na interface homem-máquina.

Futuramente, o módulo de controle da interface homem-máquina será responsável também por monitorar o uso da máquina pelos usuários cadastrados (operadores e pacientes). Para cada um dos usuários cadastrados o sistema de controle poderá armazenar informações do tipo: 1) cadastro de uso, que inclui informação sobre os tipos de movimentos, com velocidade e duração; 2) relatório de monitoramento de execução de atividades; 3) monitoramento de assiduidade; e 4) programação de um plano de uso da máquina para cada paciente. As informações de monitoramento dos usuários poderão ser fornecidas no monitor do micro-computador, por meio de arquivo, ou ainda impresso. Ressalta-se que essa função de monitoramento não será implementada nesse protótipo.

O módulo de controle do sistema multimídia é responsável por fazer a integração do movimento da máquina e da interface homem-máquina com as imagens e sons gerados pelo sistema multimídia, de forma a implementar os ambientes de tratamentos desejados.

A interface do micro-computador com os acionadores dos motores é composta por um circuito eletrônico microcontrolado. Essa interface é responsável por: 1) receber os comandos enviados pelo micro-computador e gerar os respectivos sinais de controle que são enviados aos acionadores (drives) que alimentam os seis motores da máquina; e 2) adquirir, empacotar e enviar ao micro-computador os sinais de supervisão da máquina. A comunicação da interface com o micro-computador é realizada por meio de uma porta USB. A comunicação da interface com os acionadores dos motores é realizada por meio de sinais específicos, de acordo com o exigido pelos acionadores dos motores. Observa-se que os acionadores serão adquiridos juntamente com os servomotores. O circuito eletrônico dessa interface ficará em um envoltório projetado especificamente para essa finalidade.

A interface do microcomputador com o painel de controle também é composta por um circuito eletrônico microcontrolado. Essa interface é responsável por: 1) receber sinais e comandos gerados pelo operador via painel de comando; e 2) enviar sinais de monitoramento do funcionamento da máquina para o painel de controle. Os tipos de comunicação da interface com o micro-computador e com o painel de controle serão definidos durante o desenvolvimento do projeto. Essa interface ficará no mesmo envoltório do painel de controle.

Em razão da máquina de reabilitação envolver problemas de segurança dos pacientes, cuidados referentes à verificação dos dados transmitidos e ações de emergência serão implantados. Os protocolos de comunicação entre o micro-computador e as interfaces serão desenvolvidos visando garantir a segurança da operação da máquina e possíveis variantes da sua aplicação, prevendo que futuras expansões possam ser realizadas sem alterações no hardware eletrônico já desenvolvido. Dessa forma, com o intuito de criar um projeto modular, qualquer outro sistema externo que seja necessário no futuro será desenvolvido como sendo uma unidade separada das interfaces de controle dos motores e do painel de controle. Esta metodologia permite que o equipamento final possa assumir diferentes configurações de forma a atender as especificidades de cada aplicação (ou tratamento) sem a necessidade de modificação dos sistemas já desenvolvidos.

4.5 Interfaces homem-máquina e operação da máquina

A interface homem-máquina (IHM) permite que o operador controle as principais funções da máquina de reabilitação e receba informações sobre o andamento do tratamento e sobre o funcionamento da máquina. A interface homem-máquina é composta por um software, um painel de controle e telas de vídeo que permitem o monitoramento, programação e controle da máquina pelo usuário. O software da IHM e as telas para o usuário são implementados no micro-computador. Nota-se que as telas do usuário são de fato geradas pelo software da IHM.

Considerando-se as possibilidades de multimídia que a máquina oferece é necessário que a IHM permita ao usuário associar imagens e sons às seqüências de movimento desenvolvidas. As funções de controle básicas que o usuário da máquina pode realizar via IHM são: liga/desliga, seleção do movimento, seleção de velocidade, programação de movimento, geração direta do movimento da máquina, seleção de ambientes de tratamento já definidos, seleção de imagens, seleção de sons e programação de novos ambientes de tratamento. As informações básicas fornecidas ao usuário por meio da IHM são: tempo de uso, velocidade, tipo de movimento e dados gerais dos ambientes de tratamento (movimento, imagens e sons). Além disso, a interface homem-máquina possui um dispositivo de segurança de forma que o usuário (operador e paciente), ou alguma pessoa, que não seja o usuário, seja capaz de desligar facilmente a máquina em caso de emergência.

A telas do operador consistem em um sistema de visualização gráfica, implementado tanto no micro-computador como no painel de controle, que garante o acompanhamento dos movimentos e das informações visuais e auditivas. Essa forma de interação é especialmente importante durante a etapa de estabelecimento dos ambientes e protocolos de tratamento.

O painel de controle permite executar praticamente todas_as funções da IHM. Esse painel de controle fica em um envoltório independente, de forma a poder ser levado para perto da plataforma móvel. Isso facilita a programação de movimentos e ambientes de tratamento pelo usuário. O painel de controle possui também um sistema eletromecânico, similar a um joystick, que permite o usuário gerar e controlar os movimentos do mecanismo diretamente.

Além do painel de controle, também é previsto uma interface gráfica para desenvolvimento de seqüências de movimentos. Diferentemente do sistema de joystick, nessa interface o especialista determina a seqüência de movimentos através do ajuste dos parâmetros (posição, velocidade, aceleração etc) diretamente na interface gráfica.

A IHM permite que os ambientes de tratamento determinados pelo usuário possam ser armazenados e reproduzidos quantas vezes forem necessárias, sendo ainda possível alterar alguns de seus parâmetros (por exemplo, velocidade de execução, imagens e sons associados) ou realização da edição de alguns de seus trechos. 4.6 Outros componentes e sistemas da máquina

Para fornecer suporte para o funcionamento da máquina existe o sistema elétrico e a estrutura mecânica.

O sistema elétrico da máquina é responsável pelas seguintes funções: 1) recebimento da energia elétrica da rede elétrica do local onde a máquina está instalada; 2) transformação da tensão e corrente elétrica alternada da rede para o nível e forma de tensão e corrente elétrica utilizadas em cada um dos componentes da máquina (motores, sistema de controle, interface homem-máquina, monitor de vídeo, sistema de áudio etc); 3) proteção dos diversos sistemas contra problemas na rede elétrica (perda de tensão, sobre-tensão etc) ou curto-circuito.

A estrutura mecânica da máquina é responsável por suportar e agregar os seus diversos componentes e partes (mecanismo, interface homem-máquina, sistema de controle, sistema elétrico etc). A estrutura mecânica é composta por perfis de material metálico. A estrutura mecânica também forma a base onde se apóia o mecanismo da máquina.

4.7 Acessórios e aplicações

Nesse primeiro protótipo espera-se fornecer somente uma sela para equoterapia, um sistema suspensor de peso (redutor da descarga de peso), um banco e corrimões para segurança do paciente. Outros acessórios que permitem novas formas de tratamentos de reabilitações, tais como, plataforma de força, esteira para caminhar e sistema de captura de movimento do paciente, serão desenvolvidos em uma fase posterior.

Tanto o banco como a sela de equoterapia podem ser usados na pesquisa, avaliação e tratamento do controle postural do tronco em uma ampla gama de pacientes, tais como:Pacientes lombálgicos;Pacientes com lesões ósteo-articulares de membros inferiores, especialmente no joelho (síndrome patelo-femoral, osteoartrose de quadril e joelho, pós-operatório de reconstrução do Iigamento cruzado anterior etc);Pacientes com distúrbios neurológicos diversos (paralisia cerebral, Esclerose Múltipla, Síndrome de Down, Parkinson, Acidente Vascular Encefálico etc);Pacientes pós-críticos com grande período de internação hospitalar e restrição ao leito; Pacientes idosos com maior risco de quedas.

O sistema suspensor de peso pode ser utilizado na pesquisa, avaliação e tratamento em uma diversidade de condições e patologias: Pesquisa da influência da descarga de peso nos ajustes posturais;Treino de equilíbrio em pacientes com alto risco de queda (pacientes com distúrbios neurológicos, pacientes com problemas no aparelho vestibular e idosos); Treino de equilíbrio em pacientes com restrição de descarga de peso (pacientes com fraturas de membros inferiores, bacia e coluna, e pacientes em pós-operatório de artroplastia de quadril, reconstrução do Iigamento cruzado anterior etc.). A máquina com corrimões para o paciente se segurar enquanto fica de pé pode ser utilizada em pesquisa, avaliação e treinamento do equilíbrio em pé para os mesmos pacientes mencionados nas listas anteriores.

4.8 Protocolos de tratamento

Os estudos clínicos publicados na literatura sobre reabilitação motora e postural, utilizando máquinas que integram movimentos com as tecnologias de multimídia e de informática, estão na fase de término da comprovação das vantagens e dos benefícios obtidos com o uso dessas máquinas. De fato ainda não existem tratamentos que utilizam esse tipo de máquina, pois ainda faltam desenvolver protocolos de tratamento para os diversos problemas motores e de postura existentes. Dessa forma, pode-se dizer que máquinas que integram movimento, multimídia e informática consistem de uma nova tecnologia que está em fase de ser explorada para melhorar a eficiência de tratamentos de reabilitação motora e postural. 5.1 Patentes similares existentes

Apesar de existirem algumas máquinas que integram movimento com estímulos sensoriais de visão e áudio sendo utilizadas em pesquisas e estudos clínicos de tratamento para reabilitação motora e postural, pelos resultados da pesquisa realizada em bases de patentes nacionais e internacionais, conclui-se que não existe nenhuma patente nacional ou internacional de máquinas desse tipo. A seguir são descritas algumas patentes máquinas similares.

Como mencionado no item 4.1, a máquina de reabilitação motora e postural proposta nesse projeto está sendo concebida tendo como base a patente "Simulador de Equitação, Equoterpia, Hipoterapia e Equinoterapia", protocolo de solicitação de patente INPI n° 018090040371, de 24/08/2009, de autoria dos inventores Jorge Luis dos Santos, Eduardo Lobo Lustosa Cabral e Clarice Tanaka. Esse simulador é composto por um mecanismo de seis graus de liberdade, um sistema de controle para controlador o movimento do mecanismo, uma interface homem-máquina para receber comandos do usuário e transmitir informações da operação do simulador ao usuário, uma sela de montaria para o usuário, locais para o usuário colocar os pés e pegadores para o usuário se segurar. O mecanismo desse simulador tem a mesma configuração do mecanismo da máquina de reabilitação. Na medida em que esse mecanismo é capaz de gerar qualquer movimento, dentro das suas limitações físicas de tamanho e capacidade de peso, ele pode reproduzir os movimentos tridimensionais que uma pessoa está sujeita quando montada em um cavalo andando a passo, caminhando, trotando, cavalgando ou saltando. Esse simulador de equitação é praticamente a única patente nacional e internacional que apresenta alguma similaridade com a máquina de reabilitação proposta nesse projeto.

A patente existente mais próxima da máquina de reabilitação proposta nesse projeto é a, "Balance Training Device", de No. US 7.070.415 B2, solicitada em junho de 2001, tendo como inventores: H. Hojo, R. Nakanishi, Y. Shinomiya e T. Yamamoto. Essa máquina serve para treinamento de equilíbrio, podendo ser usada tanto para exercícios físicos como para reabilitação. Essa máquina tem um assento, locais para colocar os pés e pegadores para o usuário. Essa máquina é capaz de realizar um movimento que simula uma pessoa andando a cavalo. A máquina é acionada por dois motores e pode realizar quatro movimentos (translaçâo vertical, translaçâo longitudinal, rotação em torno do eixo lateral e rotação em torno do eixo longitudinal), contudo, somente dois movimentos são independentes. Essa máquina não possui nenhum sistema multimídia para criar estímulos sensoriais e ambientes de tratamento para reabilitação.

Existem inúmeras patentes internacionais de dispositivos para treinamento de equilíbrio, entre essas têm-se: "Balance Training Apparatus", No. US 4.509.743 de 1983; "Exercise Device", No. US 4.787.630 de 1987; "Balance and Proprioception Training and Enhancement Devices", No. US 5.613.690 de 1996; "Interactive Training Device", No. US 7.635.325 B2 de 2009; "Balance Therapy Platform", No. US 6.652.432 B2 de 2003; "Balance Trainer", No. US 2006/0.270.536 Al de 2006; "Balance Re- Trainer", No. US 7.086.996 B2 de 2006; "Apparatus and Method for Lower-Limb Rehabilitation Training Using Weight Load and Joint Angle as Variables", No. US 2006/0.217.233 A1 de 2006. Observa-se que existem diversas outras patentes nacionais e de outros países similares a estas, porém, como todas essas patentes são muito semelhantes, somente algumas são citadas. Esses dispositivos consistem basicamente de uma base, que pode realizar um, ou no máximo dois, movimentos de rotação. Uma rotação em torno do eixo vertical é o movimento mais comum nesses aparelhos. Os dispositivos que possuem dois movimentos, além da rotação em torno do eixo vertical, têm também um movimento de rotação em torno do eixo lateral. Na maioria desses dispositivos os movimentos são passivos, ou seja, é o usuário que realiza o movimento. Poucos dispositivos possuem movimentos acionados por motores. Alguns desses dispositivos apresentam um monitor de vídeo que serve para facilitar o treinamento de equilíbrio e também para fornecer estímulos visuais durante o treinamento. Ressalta-se que todos esses dispositivos são muito simples e não apresentam as inúmeras vantagens e possibilidades de tratamento que a máquina de reabilitação proposta nesse projeto oferece.

5.2 Máquinas semelhantes existentes A máquina de reabilitação proposta nesse projeto é bem semelhante à máquina apresentada por Fung et al (2006) e ambas têm as mesmas capacidades. A máquina de Fung et al (2006) é a mais sofisticada entre todas as máquinas existentes para reabilitação motora e postural. Como visto, a máquina de Fung et al (2006) consiste de uma plataforma móvel com seis graus de liberdade integrada com um sistema multimídia e com um sistema de câmeras para captura e detecção de movimentos do paciente. Essa máquina permite criar um ambiente no qual o paciente fica imerso e pode interagir com o mesmo. Da mesma forma que a máquina objeto desse projeto, a máquina apresentada Fung et al (2006) pode ser utilizada com diversos acessórios e, assim, pode ser usada para diferentes tratamentos para reabilitação de locomoção e de equilíbrio. Ressalta-se que a máquina de Fung et al (2006) vem sendo utilizada até o momento para pesquisas na área de reabilitação médica e não é comercializada, além disso, nenhuma patente foi solicitada da mesma.

A diferença fundamental entre a máquina proposta nesse projeto e a máquina de Fung et al (2006) está no mecanismo que gera os movimentos. A máquina de Fung et al (2006) possui um mecanismo tipo Plataforma de Stewart (1965) acionada por atuadores hidráulicos, enquanto que a máquina proposta nesse projeto possui um mecanismo acionado por motores elétricos. O uso de motores elétricos no lugar de atuadores hidráulicos apresenta as vantagens de ter um custo muito menor e maior facilidade de instalação e operação. Essas vantagens fazem com que a máquina proposta tenha uma penetração maior nos hospitais e clínicas de reabilitação, quando vier a ser comercializada. Nota-se que a máquina de Fung et al (2006) possui um sistema de captura do movimento do paciente de forma a permitir que o mesmo interaja com o ambiente virtual criado pelo computador. O protótipo da máquina objeto desse projeto não terá esse sistema, contudo, a máquina estará preparada para no futuro incluir um sistema de captura de movimento do paciente. Ressalta-se que após a construção e testes do protótipo, pode-se incluir/integrar na máquina qualquer outro componente de multimídia ou acessório desejado, de forma a permitir novos tratamentos de reabilitação. Entre esses novos acessórios e componentes têm-se: sistema de captura de movimento e posição do paciente, sistema de som tipo surrounding e esteira para caminhar.

Claims (9)

1.

MÁQUINA DE REABILITAÇÃO MOTORA E POSTURAL caracterizada por uma máquina eletro-mecânica com seis motores e seis graus de liberdade.

A máquina de reabilitação motora e postural é constituída por : 1) mecanismo, caracterizado por duas plataformas, uma fixa (base) e outra móvel, conectadas por meio de seis pernas.

Nota-se que um Iigamento de um mecanismo paralelo, dependendo da sua configuração, pode ser constituído de diversas barras e, portanto, é mais conveniente chamar os Iigamentos de um mecanismo paralelo de "pernas".

Todas as seis pernas do mecanismo possuem a mesma configuração.

Cada perna é composta por um motor elétrico rotativo, um redutor de velocidade angular, uma haste motora, uma haste movida e duas articulações esféricas.

Cada perna é acionada independentemente pelo seu motor acoplado ao redutor de velocidade que estão fixos na base fixa.

Uma das extremidades da haste motora é fixa no eixo de saída do redutor de velocidade e a outra extremidade é conectada à haste movida por meio de uma articulação esférica.

A outra extremidade da haste movida é conectada à plataforma móvel também por uma articulação esférica. Observa-se que as juntas universais foram trocadas por articulações esféricas. Essa troca não altera o funcionamento nem as características do mecanismo.; 2) sistema de controle, conforme reivindicação 1, é caracterizado por um software de controle, um circuito eletrônico que faz interface com os acionadores dos motores que movimentam a máquina e um circuito eletrônico que faz interface com o painel de controle da máquina ; 3) conjunto de acionamento dos motores , conforme reivindicações 1e 2 é caracterizado por um software de controle, um circuito eletrônico que faz interface com os acionadores dos motores que movimentam a máquina e um circuito eletrônico que faz interface com o painel de controle da máquina; 4) sistema multimídia conforme reivindicações 1 ,2 e 3 é caracterizado por um monitor de vídeo, um sistema de áudio, uma câmera de vídeo, um joystick para o paciente, um software que gera as imagens e sons desejados e uma interface entre o micro-computador e os componentes de áudio, vídeo e câmera. ; 5) interface homem-máquina, conforme reivindicações 1,2,3 e 4, caracterizado por um software, um painel de controle e telas de vídeo que permitem o monitoramento, programação e controle da máquina pelo usuário. O software da IHM e as telas para o usuário são implementados no micro-computador. Nota-se que as telas do usuário são de fato geradas pelo software da IHM. Considerando-se as possibilidades de multimídia que a máquina oferece é necessário que a IHM permita ao usuário associar imagens e sons às seqüências de movimento desenvolvidas. As funções de controle básicas que o usuário da máquina pode realizar via IHM são: liga/desliga, seleção do movimento, seleção de velocidade, programação de movimento, geração direta do movimento da máquina, seleção de ambientes de tratamento já definidos, seleção de imagens, seleção de sons e programação de novos ambientes de tratamento. As informações básicas fornecidas ao usuário por meio da IHM são: tempo de uso, velocidade, tipo de movimento e dados gerais dos ambientes de tratamento (movimento, imagens e sons). Além disso, a interface homem-máquina possui um dispositivo de segurança de forma que o usuário (operador e paciente), ou alguma pessoa, que não seja o usuário, seja capaz de desligar facilmente a máquina em caso de emergência. A telas do operador consistem em um sistema de visualização gráfica, implementado tanto no micro-computador como no painel de controle, que garante o. acompanhamento dos movimentos e das informações visuais e auditivas. Essa forma de interação é especialmente importante durante a etapa de estabelecimento dos ambientes e protocolos de tratamento. O painel de controle permite executar praticamente todas as funções da IHM. Esse painel de controle fica em um envoltório independente, de forma a poder ser levado para perto da plataforma móvel. Isso facilita a programação de movimentos e ambientes de tratamento pelo usuário. O painel de controle possui também um sistema eletromecânico, similar a um joystick, que permite o usuário gerar e controlar os movimentos do mecanismo diretamente. Além do painel de controle, também é previsto uma interface gráfica para desenvolvimento de seqüências de movimentos. Diferentemente do sistema de joystick, nessa interface o especialista determina a seqüência de movimentos através do ajuste dos parâmetros (posição, velocidade, aceleração etc) diretamente na interface gráfica. A IHM permite que os ambientes de tratamento determinados pelo usuário possam ser armazenados e reproduzidos quantas vezes forem necessárias, sendo ainda possível alterar alguns de seus parâmetros (por exemplo, velocidade de execução, imagens e sons associados) ou realização da edição de alguns de seus trechos. - 6) acessórios para tratamento; e 7) outros sistemas (sistema elétrico e estrutura mecânica) conforme reivindicações 1,2,3,4,5 os outros sistemas é caracterizado pelo sistema elétrico da máquina que é responsável pelas seguintes funções: 1) recebimento da energia elétrica da rede elétrica do local onde a máquina está instalada; 2) transformação da tensão e corrente elétrica alternada da rede para o nível e forma de tensão e corrente elétrica utilizadas em cada um dos componentes da máquina (motores, sistema de controle, interface homem-máquina, monitor de vídeo, sistema de áudio etc); 3) proteção dos diversos sistemas contra problemas na rede elétrica (perda de tensão, sobre-tensão etc) ou curto-circuito. E a estrutura mecânica da máquina que é responsável por suportar e agregar os seus diversos componentes e partes (mecanismo, interface homem-máquina, sistema de controle, sistema elétrico etc). A estrutura mecânica é composta por perfis,de.material metálico. A estrutura mecânica também forma a base onde se apóia o mecanismo da máquina. Ressalta-se que essa máquina está sendo concebida tendo como base a patente "Simulador de Equitação, Equoterpia, Hipoterapia e Equinoterapia", protocolo de solicitação de patente INPI n° 018090040371 de 24/08/2009, de autoria dos inventores Jorge Luis dos Santos, Eduardo Lobo Lustosa Cabral e Clarice Tanaka.