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Dispositivo para análise da simetria muscular de quadril em pacientes hemiparéticos com aplicação no auxílio da reabilitação da marcha

Abstract: Around the world, according to the World Health Organization (WHO), about 16 million people suffer cerebral vascular accident (CVA) every year. Many of these patients begin to hemiparesis stage, defined by motor impairment from one of body hemispheres after CVA, causing affecting muscle co...

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Autor principal:	Lavarda, Marcos Dinís
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Sensoriamento remoto Acidente vascular cerebral - Reabilitação Projetos de engenharia Remote sensing Cerebrovascular disease - Rehabilitation Engineering design Engenharia Eletrônica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8504
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id	riut-1-8504
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spelling	riut-1-85042020-11-11T14:44:42Z Dispositivo para análise da simetria muscular de quadril em pacientes hemiparéticos com aplicação no auxílio da reabilitação da marcha Lavarda, Marcos Dinís Gomes, Leonardo Grilo Sensoriamento remoto Acidente vascular cerebral - Reabilitação Projetos de engenharia Remote sensing Cerebrovascular disease - Rehabilitation Engineering design Engenharia Eletrônica Abstract: Around the world, according to the World Health Organization (WHO), about 16 million people suffer cerebral vascular accident (CVA) every year. Many of these patients begin to hemiparesis stage, defined by motor impairment from one of body hemispheres after CVA, causing affecting muscle control. This dysfunction can affect a patient's ability to remain seated without postural deviation, as well as compromising the gait, caused by misalignment from patient's center of gravity, because it is necessary to submit his to a rehabilitation treatment. As rehabilitation basically seeks relearning of movements as of motor training, there is a demand for a device that is capable of measuring the efforts from patients. Therefore, for the case of hemiparetic patients, it is necessary to develop a device that captures the efforts underfoot and hip while his is sitting, standing, or both, because it is necessary to analyze the postural alignment hip and legs simultaneously. Thus, the methodology used to develop this work is implement a few force sensors because its goal is compare the signals from sensors checking that the efforts made in the sensors by left hemisphere of patient's body are equivalent to the right hemisphere. For this, the sensors were placed between two plastic sheets forming two platforms. These platforms are positioned under hips and legs of the patient's efforts to acquire and present the results graphically on a computer screen, which features a process of biofeedback. To measure strength eight piezoresistive pressure sensors are used. The sensor signals are conditioned and sent to a CPU based on ARM microcontroller 32-bit Cortex-M4that communicates with the computer through the USB port. On the computer, a Matlab ® app show to the user a bargraph in real-timethe streight exerted on each of the eight sensors. The prototype has a lower cost than concurrent due to the use of low-cost components. One of the benefits of this tool to aid rehabilitation is the possibility of quantitative assessment (not subjective) of the patient's postural alignment. Although some difficulties have occurred on the results, as deformation of plates used, it is expected that the developed device can be used as a functional prototype for being propagated like bases on new studies and improvements of the survey area. In the future, it is expected that other tests with similar devices have being performed in specialized clinics, education and research institutions and professionals in order to improve the quality of analysis and biofeedback rehabilitation treatments. Resumo: No mundo, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), cerca de 16 milhões de pessoas sofrem acidente vascular cerebral (AVC) todos os anos. Muitos destes pacientes passam posteriormente ao estágio de hemiparesia, definida pelo comprometimento motor de um dos hemisférios do corpo após o trauma causado a uma região cerebral responsável pelo controle muscular. Essa disfunção pode afetar a capacidade do paciente permanecer sentado sem desvio postural, bem como comprometer a marcha, ocasionado pelo desalinhamento do centro de gravidade do paciente, sendo necessário submetê-lo a um tratamento de reabilitação. Como a reabilitação busca basicamente a reaprendizagem dos movimentos a partir de treino motor, existe uma demanda por um equipamento que seja capaz de mensurar os esforços dos pacientes durante o tratamento, tornando menos subjetivas as análises dos profissionais. Dessa forma, para o caso de pacientes hemiparéticos, é necessário desenvolver um equipamento que capture os esforços sob os pés e quadril do paciente enquanto estiver sentado, em pé ou ambos, pois é preciso analisar o alinhamento postural do quadril e das pernas de forma simultânea. Portanto, a metodologia empregada para desenvolver este trabalho foi a aplicação de poucos sensores de força, pois seu objetivo é realizar análises comparativas entre os próprios sensores, verificando se os esforços realizados nos sensores correspondentes ao hemisfério esquerdo do corpo do paciente são equivalente aos do hemisfério direito. Para isso, os sensores foram posicionados entre duas chapas plásticas, formando duas plataformas. Uma posicionada sob o quadril e outra sob os pés do paciente. Os esforços realizados são mensurados e apresentados de forma gráfica na tela de um computador (biofeedback). Para a medida de força são utilizados oito sensores de pressão do tipo piezoresistivos. Os sinais dos sensores são condicionados e enviados a uma CPU baseada no microcontrolador ARM 32 bits Cortex-M4, que se comunica com o computador por meio da porta USB. No computador, um programa em Matlab® apresenta ao usuário, em tempo real, as forças exercidas em cada um dos oito sensores, em um gráfico de barras. O protótipo apresenta um custo inferior ao dos concorrentes, devido à utilização de componentes de baixo custo. Um dos benefícios desta ferramenta de auxílio à reabilitação está na possibilidade de avaliação quantitativa (não subjetiva) do alinhamento postural do paciente. Embora algumas dificuldades tenham ocorrido nos resultados obtidos, como deformação das chapas utilizadas, espera-se que este equipamento desenvolvido possa ser utilizado como um protótipo funcional base para ser reproduzido na realização de novos estudos e aprimoramentos da área de pesquisa. Futuramente, espera-se a realização de testes, dispositivos similares, em clínicas especializadas, instituições de ensino e pesquisa e por profissionais da área, a fim de melhorar a qualidade das análises e tratamentos de reabilitação com biofeedback. 2020-11-11T14:44:41Z 2020-11-11T14:44:41Z 2014-02-28 bachelorThesis LAVARDA, Marcos Dinís. Dispositivo para análise da simetria muscular de quadril em pacientes hemiparéticos com aplicação no auxílio da reabilitação da marcha. 2014. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8504 por application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Departamento Acadêmico de Eletrônica
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description	Abstract: Around the world, according to the World Health Organization (WHO), about 16 million people suffer cerebral vascular accident (CVA) every year. Many of these patients begin to hemiparesis stage, defined by motor impairment from one of body hemispheres after CVA, causing affecting muscle control. This dysfunction can affect a patient's ability to remain seated without postural deviation, as well as compromising the gait, caused by misalignment from patient's center of gravity, because it is necessary to submit his to a rehabilitation treatment. As rehabilitation basically seeks relearning of movements as of motor training, there is a demand for a device that is capable of measuring the efforts from patients. Therefore, for the case of hemiparetic patients, it is necessary to develop a device that captures the efforts underfoot and hip while his is sitting, standing, or both, because it is necessary to analyze the postural alignment hip and legs simultaneously. Thus, the methodology used to develop this work is implement a few force sensors because its goal is compare the signals from sensors checking that the efforts made in the sensors by left hemisphere of patient's body are equivalent to the right hemisphere. For this, the sensors were placed between two plastic sheets forming two platforms. These platforms are positioned under hips and legs of the patient's efforts to acquire and present the results graphically on a computer screen, which features a process of biofeedback. To measure strength eight piezoresistive pressure sensors are used. The sensor signals are conditioned and sent to a CPU based on ARM microcontroller 32-bit Cortex-M4that communicates with the computer through the USB port. On the computer, a Matlab ® app show to the user a bargraph in real-timethe streight exerted on each of the eight sensors. The prototype has a lower cost than concurrent due to the use of low-cost components. One of the benefits of this tool to aid rehabilitation is the possibility of quantitative assessment (not subjective) of the patient's postural alignment. Although some difficulties have occurred on the results, as deformation of plates used, it is expected that the developed device can be used as a functional prototype for being propagated like bases on new studies and improvements of the survey area. In the future, it is expected that other tests with similar devices have being performed in specialized clinics, education and research institutions and professionals in order to improve the quality of analysis and biofeedback rehabilitation treatments.
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Dispositivo para análise da simetria muscular de quadril em pacientes hemiparéticos com aplicação no auxílio da reabilitação da marcha

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