Utilização de exoesqueletos
em
ambiente biomédico
Fundamentos de robótica e biónica.
4. APLICAÇÃO DE EXOESQUELETOS EM REABILITAÇÃO APÓS LESÃO DA MEDULA ESPINHAL
A Lesão da Medula Espinhal (LME) é um distúrbio médico que apresenta várias potenciais consequências relacionadas com a saúde. As possíveis sequelas de mobilidade reduzida após LME incluem problemas cardiovasculares, respiratórios, músculo-esqueléticos e metabólicos, assim como intestino e bexiga neurogenicos[a,b], espasticidade[c], dor neuropatica[d] e outras complicações.
Desta forma, a LME pode ser um evento dramático e alterar significativamente a vida do indivíduo uma vez que afeta a expectativa de vida, o bem-estar financeiro, as perspetivas sociais e a qualidade de vida em geral. A LME resulta geralmente numa incapacidade completa ou limitação significativa da capacidade de andar, exigindo o uso de cadeiras de rodas elétricas ou manuais ou outros dispositivos auxiliares na mobilidade.
Aproximadamente 70% das pessoas com LME utilizam uma cadeira de rodas como principal meio de mobilidade, o que limita o acesso à comunidade em geral e reduz a capacidade e a probabilidade de praticar atividade física. Tendo em consideração essas limitações de mobilidade, as tecnologias exoesqueléticas foram desenvolvidas com o objetivo de as melhorar [36].
4.1. Classificação da Lesão da Medula Espinhal
A LME é normalmente classificada de acordo com o sistema ISNCSCI (International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury). Este sistema utiliza a escala AIS (Impairment Scale) da ASIA (American Spinal Injury Association). Recorrendo à escala AIS, os indivíduos podem ter uma LME completa (AIS A) ou incompleta (AIS B-E). Na lesão completa da medula espinhal (AIS A), o sujeito perde as funções sensorial e motora nos segmentos medulares abaixo da lesão, incluindo nos segmentos sacrais[e] 4 e 5. Na lesão incompleta AIS B, a função sensorial é preservada nos segmentos sacrais, mas existe perda da função motora abaixo do nível neurológico[f] da lesão. A lesão AIS C é uma lesão sensorial e motora incompleta em que mais de metade dos músculos abaixo do local da lesão apresentam uma classificação inferior a 3 em 5 no teste muscular manual (isto significa que apesar de existir contração muscular, os músculos não são capazes de vencer a gravidade). A lesão AIS D é também uma lesão sensorial e motora incompleta mas com pelo menos metade dos músculos abaixo do nível neurológico com classificação igual ou superior a 3 (o que significa que os músculos vencem a gravidade). Na lesão AIS E, o indivíduo apresenta funções sensorial e motora normais apesar da espasticidade ainda poder estar presente [36, 37].
4.2. Locomoção e Lesão da Medula Espinhal
Anteriormente, as intervenções na marcha para indivíduos com LME incluíam terapia com dispositivos ortopédicos (como por exemplo órteses de tornozelo-pé, de joelho-tornozelo-pé e de quadril-joelho-tornozelo-pé), estimulação elétrica funcional e treino em passadeira robótica com um sistema de suporte do peso corporal.
Os dispositivos ortopédicos ajudam indivíduos com LME de nível neurológico incompleto ou baixo de forma a produzirem padrões de marcha com ou sem assistência.
Os exoesqueletos apresentam vantagens e desvantagens comparativamente com outros equipamentos de reabilitação médica. Como algumas das suas vantagens, estes dispositivos contribuem na ativação muscular necessária para completar a marcha, o que apresenta benefícios em termos de recuperação de lesões incompletas. Algumas das desvantagens das órteses incluem o gasto de mais energia por parte do paciente na locomoção em comparação com os exoesqueletos, resultando em fadiga prematura.
Como referido anteriormente, as tentativas de reabilitação e melhoria da locomoção após a LME incluem o uso de aparelhos ortopédicos. A estimulação elétrica funcional permite produzir marcha e pode ser utilizada sozinha ou em combinação com órteses. No entanto, a maioria destas intervenções de reabilitação não são utilizadas a longo prazo devido à alta exigência de energia metabólica para indivíduos com LME [36].
Um exemplo de equipamento de treino em passadeira robótica é o Lokomat, apresentado na Figura 20. O Lokomat foi adotado por muitos fisioterapeutas na terapia da marcha e permite que o paciente seja colocado num exoesqueleto robótico estacionário. O terapeuta pode ajustar o contato do pé com a passadeira e modificar a velocidade da mesma. Este dispositivo apresenta
