Núcleo de estudos da UFLA une engenharias e saúde em projetos para a reabilitação humana

A demanda por serviços de reabilitação de saúde apresentou grande crescimento na última década, impulsionando pesquisas e estudos voltados para essa necessidade urgente. Por isso, em 2016, surgiu na UFLA o Núcleo de estudos de Biomecânica Aplicada à Reabilitação Humana (Bearh) que, por meio da ciência, desenvolve tecnologias para auxiliar na recuperação das pessoas que possuem algum tipo de deficiência.

“Trabalhamos em prol da saúde e um dos nossos diferenciais é o desenvolvimento de tecnologias de alta aplicação às camadas sociais mais necessitadas, e que nem sempre têm acesso a elas. O trabalho visa à acessibilidade, à inclusão social e à reintegração, pois sabemos o quanto é difícil levar, de forma ampla, a reabilitação para toda a população. Por isso, nossas pesquisas buscam desenvolver equipamentos com baixo custo, para que possam chegar à sociedade de forma mais igualitária”, explica o coordenador do Núcleo e professor do Departamento de Engenharia (DEG) Sandro Pereira da Silva.

Em todo o mundo, as pessoas com algum tipo de deficiência apresentam perspectivas reduzidas de saúde, escolaridade, participação econômica menor, e taxas de pobreza mais elevadas em comparação às pessoas sem deficiência. Em parte, isso se deve ao fato de elas enfrentarem barreiras no acesso a serviços básicos como saúde, educação, emprego, transporte, entre outros. “O fator primordial que influenciou e levou à fundação do Núcleo, que se dedica de forma filantrópica à produção de conhecimento e tecnologia para construção de sistemas inteligentes destinados à adaptação e acessibilidade humana, foi uma pesquisa de campo que constatou a grande dificuldade que a sociedade possui para ter acesso a equipamentos eficientes para reabilitação humana”, comenta a professora Joelma Rezende Durão Pereira (DEG), vice-coordenadora do Bearh.

Reabilitação é um processo educativo e assistencial, multiprofissional, que busca o desenvolvimento das capacidades existentes, prevenindo o agravamento e o aparecimento de complicações. De acordo com Sandro, “a ciência alinhada à tecnologia é de fundamental importância para a saúde, pois, por meio dela, conseguimos adaptar, desenvolver equipamentos e métodos de trabalho para que promovam uma eficaz e melhor qualidade de vida. Isso só é possível pela interdisciplinaridade bem operada na UFLA entre as ciências de saúde e exatas”.

Conheça alguns projetos desenvolvidos pelo Bearh

Equipamento Inteligente de Içamento Humano: esse equipamento foi desenvolvido para o uso de médicos e fisioterapeutas para auxiliar a reabilitação da marcha (caminhar) em pacientes que sofreram Acidente Vascular Cerebral (AVC). Ele promove o levantamento do paciente para o alívio da carga, por exemplo: um paciente que pesa 80 kg tem a sensação de possuir a metade do seu peso, ou a carga necessária a ser especificada pelo profissional da saúde que opera o sistema, já que é completamente ajustável e inteligente na execução da marcha.

O aparelho proporciona uma reabilitação de 50% a 80% mais rápida que os métodos convencionais utilizados na fisioterapia, pois conta com programação em LabView, software de programação virtual com resposta rápida e perfeitamente aplicável em multiníveis, além de computador para operação da interface homem / máquina e vários sensores de ponta, para controlar tipo de pegada nos pés, ângulo de articulação dos joelhos e carga quase em tempo real sob os membros inferiores, que geram maior autonomia para o profissional de saúde na hora da escolha da carga ideal para o paciente e do tipo de protocolo médico de reabilitação a ser aplicado, considerando-se as especificidades do caso de cada paciente.

Esse equipamento foi desenvolvido em 2018 e, embora existam outros equipamentos de içamento humano no mercado, o conceito de automatizar de forma inteligente e torná-lo acoplável em basicamente qualquer tipo de esteira é o grande diferencial. Sua patente já foi deferida, e o projeto do equipamento está disponível para transferência de tecnologia.

Órtese de Tornozelo: o projeto consiste no estudo do desenvolvimento de órteses adaptadas ao tornozelo humano, um dispositivo externo capaz de auxiliar nos movimentos de membros afetados de pessoas que sofreram acidente vascular encefálico (AVE / AVC), popularmente conhecido como derrame. Esse equipamento funciona com sensores que captam impulsos nervosos dos músculos da perna não afetada pela perda de mobilidade e os reproduz na outra perna no formato de estímulo. A diferença de movimento é compensada e reproduzida por um sistema eletromecânico que complementa o restante da amplitude aferida, promovendo movimentos realizados pela junção pé/tornozelo.

Desenvolvida em 2019, a órtese de tornozelo se torna inédita pelo fato de copiar os movimentos do lado não afetado e replicá-los, com auxílio eletromecânico, ao lado comprometido. Possui grande parte de seus componentes fabricada em impressão 3D. Sua patente já foi deferida, e o projeto também está disponível para desenvolver parcerias com empresas.

Cadeira Isométrica: equipamento que tem a função de monitorar o desempenho de determinado conjunto muscular responsável pela elevação e retração da musculatura posterior e inferior da coxa. O diferencial encontra-se no desenvolvimento de um hardware e um software que permitem resultados precisos de medição, tornando fácil e confiável a interação com o usuário. Foi desenvolvida em 2018, e o programa computacional foi totalmente criado e desenvolvido pela equipe do Núcleo (Bearh).

Projeto em desenvolvimento

Colchão Pneumático: O intuito desse projeto é criar e aperfeiçoar um equipamento cuja funcionalidade será prevenir feridas e úlceras em pacientes que ficam por longos períodos acamados e em uma mesma posição. As feridas geralmente ocorrem pela má circulação devido à constante pressão gerada em um determinado ponto do corpo. A proposta da pesquisa é aprimorar a aplicação por meio do monitoramento e controle das forças aplicadas, proporcionando assim um alívio das pressões de forma automatizada. Esse controle dá-se pela aferição precisa do posicionamento do paciente sob o colchão e, em frequência determinada, pequenos pulsos são alternados, para que o ponto de aplicação de força varie constantemente, evitando assim o início do processo de lesão.

A equipe Bearh

O Núcleo de Estudos de Biomecânica Aplicada à Reabilitação Humana está localizado na sala de processos de fabricação no prédio ABI-Engenharias e tem sua estrutura organizacional dividida em três setores: orientadores (professores que direcionam e instruem o desenvolvimento das pesquisas); coordenadores e diretores das áreas de mecânica, elétrica, programação, gerenciamento, marketing e gestão. Ao todo, a equipe é composta por nove pessoas, sendo elas os professores Sandro Pereira da Silva e Joelma Rezende Durão Pereira, do Departamento de Engenharia (DEG/UFLA), e os estudantes Wyllen Lima, Fernando Oliveira, Felipe Lucas, Gabriel Aliende, Giovanna Valente, Luana Melo e Karolina Neto.

 O núcleo Bearh no combate à Covid-19

O Núcleo, por meio de uma rede de apoio mútuo e parcerias entre diversos setores da sociedade, departamentos da UFLA, professores e estudantes, realizou ações para contribuir no enfrentamento à Covid-19, com inovações que buscam auxiliar os profissionais na linha de frente de combate à pandemia. Entre elas, estão as ações abaixo (clique nos links para saber mais).

Automação do Sistema Transitório de Respiração Mecânico “Ambu”

Sistema de isolamento e transporte de pacientes positivos para Covid-19

Cabine de desinfecção

Máscaras tipo “Face Shield”

Outros contribuições de pesquisadores no combate à Covid-19

A UFLA tem trabalhado, por meio de seus pesquisadores, para levar à sociedade equipamentos que sejam úteis e que auxiliem de forma efetiva no combate à pandemia de Covid-19. Além dos dispositivos produzidos pelo Núcleo Bearh, a Empresa Júnior de Engenharia Mecânica, Torque Jr., com o auxílio do coordenador do curso de Engenharia Física, professor Jefferson Esquina Tsuchida, do Departamento de Física (DFI), e do professor do Departamento de Ciências da Saúde (DSA) Hélio Haddad Filho, desenvolveu um adaptador para converter máscaras de mergulho em máscaras para respiradores mecânicos. O projeto beneficia não só os profissionais da saúde que estão atuando na linha de frente, como também leva maior comodidade aos pacientes infectados pelo coronavírus.

Desenvolvido a partir de uma ideia que surgiu na Itália, o adaptador une a máscara, que é extremamente vedada, ao ventilador hospitalar mecânico, e impede que as partículas respiratórias do paciente sejam expelidas para o ambiente e contaminem o entorno. Além de todos os benefícios para a contenção e proteção contra a Covid-19, a adaptação gera grande economia, já que a máscara hospitalar de face inteira é comercializada por preços entre 1,5 mil e 2 mil reais, e o modelo da UFLA pode ser produzido a um custo aproximado de 400 reais. Os kits de máscaras produzidos na UFLA, com o apoio da Prefeitura de Lavras e da Unimed Lavras, foram repassados a unidades hospitalares da cidade.

Texto original escrito por Caroline Batista e Éder Spuri: confira na edição 5 da Revista Ciência em Prosa, páginas 32 a 37.

Adaptações: Claudinei Rezende da Silva.

Edição do vídeo: Vinícius Moraes.