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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-5666-0831
Tipo do documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso Embargado
Término do embargo: 2025-08-22
Título: Desenvolvimento da estrutura robótica atuada por cabos com um sistema de medição de compensação para reabilitação bimanual e cognitiva do AVC
Título(s) alternativo(s): Development of a cable-driven robot with a compensation measurement system for bimanual and cognitive rehabilitation of stroke
Autor(es): Alves, Thiago
Primeiro orientador: Gonçalves, Rogério Sales
Primeiro membro da banca: Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves
Segundo membro da banca: Souza, Luciane Aparecida Pascucci Sande de
Terceiro membro da banca: Cavallini Junior, Aldemir Aparecido
Quarto membro da banca: Araújo, Cleudmar Amaral de
Resumo: Apesar das estratégias contemporâneas de reabilitação, o AVC continua sendo a principal causa de incapacidade entre adultos deixando um número significativo de indivíduos com déficits motores e cognitivos como perda da função e memória. A recuperação funcional do AVC se baseia no mecanismo da neuroplasticidade, em que outra parte do cérebro assume funções das áreas danificadas. A utilização de dispositivos robóticos bimanuais estimula a ativação hemisférica promovendo um ambiente neuroplástico e contribuindo para a recuperação motora e funcional. Assim, nesta tese foram desenvolvidos um dispositivo robótico atuado por cabos e vários jogos sérios para serem aplicados na reabilitação bimanual e cognitiva (memória) do AVC. Um sistema de medição de compensação com seis sensores inerciais foi desenvolvido para distinguir a recuperação motora de ajustes posturais/compensações. Os resultados das validações apontaram a acurácia dos dispositivos e sensores desenvolvidos compatíveis com as amplitudes das compensações. Dois softwares desenvolvidos (BiEval e CADS) avaliam o desempenho e progresso do paciente com base em parâmetros mensuráveis. Dez participantes saudáveis e dois grupos de AVC (10 e 3 pacientes) realizaram exercícios bimanuais com o jogo MineCart e/ou exercícios de alcance com o jogo Color4Memory totalizando 30 minutos. Um IMI foi aplicado em ambos os grupos resultando em alto grau de aprovação, competência e relaxamento durante os testes. Houve uma melhora significativa (p < 0,05) em vários parâmetros de desempenho durante a terapia bimanual com o jogo MineCart. Durante os testes de alcance com o jogo Color4Memory, os pacientes passaram a dar maior preferência ao membro superior afetado para realizar o movimento. Além disso, foi verificado melhora em todos os parâmetros do jogo, representados pela melhoria na pontuação ponderada (p < 0,05). Adicionalmente, houve uma melhora nas escalas clínicas FM (51,7 para 63,0) e MAL quantitativa/qualitativa (62%/66%) aplicadas ao segundo grupo de AVC.
Abstract: Despite contemporary rehabilitation strategies, stroke remains the leading cause of disability in adults worldwide, leaving a significant number of individuals with motor and cognitive deficits such as function and memory loss. Functional recovery after stroke is based on the neuroplasticity mechanism, in which another part of the brain assumes functions of the damaged areas. The use of bimanual robotic devices stimulates hemispheric activation, promoting a more neuroplastic environment and contributing to motor and functional recovery. Thus, in this thesis, a cable-driven robot and several serious games were developed to be applied in bimanual and cognitive (memory) rehabilitation of stroke. A compensation measurement system with six inertial sensors was developed to distinguish motor recovery from postural adjustments/compensations. The validation results indicated the accuracy of the developed devices and sensors compatible with the compensations amplitudes. Two developed software programs (BiEval and CADS) evaluate the patient's performance and progress based on quantifiable measures. Ten healthy volunteers and two stroke groups (10 and 3 patients) received bimanual exercises with the MineCart game and/or reaching exercises with the Color4Memory game, total of 30 minutes. An IMI was applied to both groups and indicated positive ratings in the dimensions: high interest, high competence, and low pressure. There was a significant improvement (p < 0.05) in several performance parameters during bimanual therapy with the MineCart game. During the reach tests with the Color4Memory game, patients started to give greater preference to the more affected upper extremity to perform the movement. Additionally, improvement was observed in all game parameters, as represented by an improvement in weighted score (p < 0.05). Furthermore, there was an improvement in clinical scales FM (51.7 to 63.0) and quantitative/qualitative MAL (62%/66%) applied to the second stroke group.
Palavras-chave: Engenharia mecânica
Mechanical engineering
Dispositivo robótico atuado por cabos
Cable-driven robot
Bimanual
Bimanual
Medição de compensação
Compensation measurement
Jogos sérios
Serious games
Rehabilitation
Reabilitação
Reabilitação cognitiva
Cognitive rehabilitation
Memória
Memory
AVC
Stroke
Jogos Sérios
Serious Games
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOS
Assunto: Engenharia mecânica
Acidente vascular cerebral - Pacientes
Tecnologia de reabilitação
Neurociência cognitiva
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Referência: ALVES, Thiago. Desenvolvimento da estrutura robótica atuada por cabos com um sistema de medição de compensação para reabilitação bimanual e cognitiva do AVC. 2023. 275 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.479
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.479
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39032
Data de defesa: 14-Ago-2023
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