Notícia

Reabilitação de precisão pode prevenir a osteoartrite

Divulgação, Universidade Carnegie Mellon

Fonte

Universidade Carnegie Mellon

Data

segunda-feira, 31 janeiro 2022 06:15

Áreas

Biomecânica. Engenharia Biomédica. Fisioterapia. Ortopedia. Reabilitação.

Atletas e fãs de esportes sabem que uma lesão no ligamento cruzado tira o atleta do jogo, requer reparo cirúrgico e envolve uma longa recuperação. Mas para muitos atletas lesionados, ficar temporariamente afastado é apenas o começo de uma luta ao longo da vida.

De acordo com a Dra. Eni Halilaj, especialista em biomecânica e reabilitação ortopédica e professora de Engenharia Mecânica da Universidade Carnegie Mellon, nos Estados Unidos, 60% das pessoas que sofrem essa lesão comum no joelho também desenvolvem osteoartrite. A doença articular degenerativa, que afeta milhões de indivíduos, é especialmente problemática para pacientes mais jovens devido ao longo período de tempo durante o qual a condição crônica pode causar dor debilitante, rigidez e mobilidade limitada.

“Como podemos fazer com que os 60% tenham o mesmo resultado em longo prazo que os outros 40%?”, questionou a professora Halilaj, que está trabalhando para entender a diferença entre aqueles que desenvolvem e aqueles que não desenvolvem osteoartrite após trauma no joelho.

A Dra. Eni Halilaj e sua equipe interdisciplinar de engenheiros mecânicos, bioengenheiros e cientistas da computação estão trabalhando para integrar conhecimentos de seu trabalho experimental e computacional para desenvolver estratégias eficazes de reabilitação destinadas a restaurar e preservar a mobilidade sem dor ao longo da vida.

Experimentos no Laboratório de Biomecânica Musculoesquelética e Análise de Marcha da Dra. Halilaj se concentram na identificação de fatores de risco biomecânicos para doenças debilitantes como a osteoartrite. O laboratório é equipado com 20 câmeras posicionadas ao longo do teto em toda a sala, que são usadas para visualizar marcadores esféricos altamente reflexivos que são estrategicamente colocados no corpo de um paciente para rastrear seu movimento e analisar sua marcha. A força exercida por cada passo também é capturada. Sensores de eletromiografia (EMG) são usados ​​para avaliar as ativações musculares durante o movimento, medindo a atividade elétrica produzida pelos músculos esqueléticos.

Embora os dados coletados nesse tipo de laboratório sejam essenciais para identificar fatores de risco biomecânicos, o acesso do paciente a essas instalações é limitado. Estudos recentes mostraram que a presença de pesquisadores observando os testes de análise da marcha tem um efeito mensurável na forma como os pacientes caminham, o que pode prejudicar a confiabilidade dos achados da análise da marcha.

A solução para melhores insights pode estar no monitoramento de como os pacientes se movem em ambientes naturais, em oposição a laboratórios especializados como o da professora Halilaj. “Usando sensores vestíveis flexíveis que se parecem com adesivos, monitoramos o movimento fora do laboratório”, disse a pesquisadora.

O grupo de pesquisa está combinando dados de detecção de sensores vestíveis com imagens avançadas de ressonância magnética do joelho para descobrir as estratégias problemáticas de caminhada associadas à osteoartrite precoce – o que ela chama de ‘biomarcadores digitais de osteoartrite’.

Além da adaptação da marcha após a cirurgia, a fisioterapia desempenha um papel importante na recuperação. Avanços recentes em visão computacional agora oferecem um potencial inexplorado para análise de movimento a partir de vídeo, permitindo rastreamento e feedback em tempo real para melhorar a fisioterapia. A professora Halilaj e sua equipe também estão desenvolvendo um software de código aberto que funde algoritmos de visão computacional com modelagem biomecânica para permitir rastreamento preciso de movimento de câmeras de baixo custo, como as incorporadas em smartphones pessoais.

Estudos observacionais que monitoram pacientes em fisioterapia e ambientes naturais ajudarão pesquisadores a descobrir biomarcadores digitais de doenças futuras, que podem ser alvo de tecnologias preventivas no futuro. Juntamente com especialistas em háptica, a equipe da professora Halilaj está desenvolvendo sistemas hápticos vestíveis para ajudar a treinar os pacientes a mudar a maneira como se movem.

“Em um futuro não muito distante, prevemos que os médicos usem dados desses sensores vestíveis mínimos e vídeos de smartphones para isolar os 60% dos pacientes que provavelmente sofrerão de osteoartrite debilitante, personalizar sua terapia de acordo e até prescrever um dispositivo háptico vestível, que os ajudaria a corrigir a marcha antes que fosse tarde demais”, concluiu a Dra. Eni Halilaj.

Acesse a notícia completa na página da Universidade Carnegie Mellon (em inglês).

Fonte: Lynn Shea, Universidade Carnegie Mellon. Imagem: Divulgação, Universidade Carnegie Mellon.

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