Notícia

Ímãs podem oferecer melhor controle de membros protéticos

Divulgação, MIT

Fonte

MIT | Instituto De Tecnologia de Massachusetts

Data

sábado, 21 agosto 2021 06:55

Áreas

Biomecânica. Engenharia Biomédica. Ortopedia.

Para pessoas amputadas que possuem membros protéticos, um dos maiores desafios é controlar a prótese para que ela se mova da mesma forma que um membro natural. A maioria dos membros protéticos é controlada por meio da eletromiografia, uma forma de registrar a atividade elétrica dos músculos, mas essa abordagem fornece apenas um controle limitado da prótese.

Neste sentido, pesquisadores do Media Lab do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram uma abordagem alternativa que acreditam poder oferecer um controle muito mais preciso dos membros protéticos. Depois de inserir pequenas esferas magnéticas no tecido muscular, os pesquisadores podem medir com precisão o comprimento de um músculo conforme ele se contrai, e esse feedback pode ser retransmitido para uma prótese biônica em milissegundos.

Em um novo estudo publicado na revista científica Science Robotics, os pesquisadores testaram sua nova estratégia, chamada magnetomicrometria (MM), e mostraram que ela pode fornecer medições musculares rápidas e precisas em animais. Eles esperam testar a abordagem em pessoas com amputação nos próximos anos.

“Nossa esperança é que a MM substitua a eletromiografia como forma dominante de conectar o sistema nervoso periférico aos membros biônicos. E temos essa esperança por causa da alta qualidade do sinal que obtivemos da MM e pelo fato de ser minimamente invasiva e ter um custo e obstáculo regulatório baixos”, disse o Dr. Hugh Herr, professor de artes e ciências da mídia, chefe de Grupo de Biomecatrônica no Media Lab do MIT e o autor sênior do artigo. O Dr. Cameron Taylor, pós-doutorando do MIT, é o principal autor do estudo.

Assista ao vídeo ao vídeo de apresentação da tecnologia:

 

 

Medidas precisas

Com os dispositivos protéticos existentes, as medições elétricas dos músculos de uma pessoa são obtidas usando eletrodos que podem ser fixados à superfície da pele ou implantados cirurgicamente no músculo. O último procedimento é altamente invasivo e caro, mas fornece medições um pouco mais precisas. No entanto, em ambos os casos, a eletromiografia (EMG) oferece informações apenas sobre a atividade elétrica dos músculos, não seu comprimento ou velocidade.

“Quando você usa o controle baseado em EMG, está olhando para um sinal intermediário. Você está vendo o que o cérebro diz ao músculo para fazer, mas não o que o músculo está realmente fazendo”, disse o Dr. Cameron Taylor.

A nova estratégia do MIT é baseada na ideia de que se os sensores pudessem medir o que os músculos estão fazendo, essas medidas ofereceriam um controle mais preciso de uma prótese. Para conseguir isso, os pesquisadores decidiram inserir pares de ímãs nos músculos. Ao medir como os ímãs se movem em relação uns aos outros, os pesquisadores podem calcular o quanto os músculos estão se contraindo e a velocidade da contração.

Controle muscular

Nos próximos anos, os pesquisadores esperam fazer estudos em pacientes humanos com amputações abaixo do joelho. Eles imaginam que os sensores usados para controlar os membros protéticos podem ser colocados na roupa, fixados na superfície da pele ou fixados na parte externa de uma prótese.

A estratégia da MM também pode ser usada para melhorar o controle muscular obtido com uma técnica chamada estimulação elétrica funcional, que agora é usada para ajudar a restaurar a mobilidade em pessoas com lesões na medula espinhal. Outro uso possível para esse tipo de controle magnético seria guiar exoesqueletos robóticos, que podem ser presos a um tornozelo ou outra articulação para ajudar pessoas que sofreram um derrame ou desenvolveram outros tipos de fraqueza muscular.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do MIT (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office. Imagem: Divulgação, MIT.

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