Engenharia de Reabilitação e Biofeedback
Locomoção sobre rodas
Professor:
Pai Chi Nan
1
Engenharia Biomédica - UFABC
Biomecânica do assento
•
Corpo humano não foi projetado para se manter sentado
•
Corpo: estrutura dinâmica em constante movimento
•
Evitar a formação de pontos de pressão
Posição ereta
•
Pés: base de suporte
•
Contração e relaxamento constante dos músculos
Posição sentada
•
Pélvis e a coxa: base de suporte
•
Articulação da coxa flexionada
•
Posição instável
2
1
Biomecânica do assento
Posição sentada
•
Úlceras de pressão
•
Dor lombar
•
Contratura das articulações
•
Deformidades posturais
•
Edema de MMII
Projeto adequado do
sistema de assento
3
Engenharia Biomédica - UFABC
Biomecânica do assento
Postura inapropriada
•
Rotação da pelve
•
Flexão da espinha lombar
•
Cifose e lordose
•
Escoliose
4
2
Biomecânica do assento
Avaliação inicial
Antes do uso do assento
•
Motora: força muscular, alcance das articulações,
coordenação, balanço, postura, tônus, resistência
•
Cognição e percepção
Sistemas de assento
•
Permitir funcionalidades
•
Cuidados aos tecidos moles
•
Conforto
•
Redução de potencial para deformidades
•
Manutenção da capacidade vital dos órgãos
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas manual
Usuários
•
Porção superior do corpo com função, força e resistência
adequadas para a propulsão da cadeira de rodas
•
Lesão da medula espinhal abaixo do nível T1 ou C6/C7
•
Espinha bífida
•
Esclerose múltipla em estágio inicial
•
Amputação de MMII
•
Pós-poliomielite afetando apenas os MMII
•
Pacientes inaptos ao uso de cadeira de rodas
motorizada ⇒ cadeira de rodas manual + acompanhante
6
3
Usuários de cadeira de rodas manual
Lesão medular
Lesão C4 (Tetraplegia)
Lesão C6
(Tetraplegia)
Lesão T6
(Paraplegia)
Cervical
(C1 a C7)
Torácica
(T1 a T12)
Lombar
(L1 a L5)
Sacral
(S1 a S5)
Lesão L1
(Paraplegia)
Coccígea
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Engenharia Biomédica - UFABC
Usuários de cadeira de rodas manual
Espinha bífida
•
Mal-formação congênita: fechamento incompleto do tubo
neural embrionário ⇒ saída do tecido nervoso
8
4
Usuários de cadeira de rodas manual
Esclerose múltipla
•
Doença neurológica crônica de causa desconhecida
•
Degeneração da bainha de mielina
•
Fraqueza muscular, rigidez articular, dores articulares e
descoordenação motora
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Engenharia Biomédica - UFABC
Usuários de cadeira de rodas manual
Poliomielite
•
Infecção por Poliovírus
•
Doença assintomática (90%)
•
Doença menor (5%): febre, dor de
cabeça, sem complicações sérias
•
Poliomielite não paralítica (2%):
Doença menor mais meningite sem
danos significativos neuronais
•
Poliomielite paralítica (2%): danos
irreversíveis nos neurônios da
medula e córtex motor do cérebro
10
5
Cadeira de rodas manual
Presente em locais públicos
•
•
•
•
Para atender a todos (são grandes e pesados)
Dobrável para armazenamento
Assentos e encostos desconfortáveis
Uso temporário (algumas horas/dia)
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Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Estrutura
•
Durabilidade,
transportabilidade,
armazenamento
•
Aluminium, titanium,
materiais compósitos
leves, etc
•
Suspensão
12
6
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Altura do assento
•
•
Altura das pernas +
espaço para
obstáculos em baixo
do apoio dos pés
Altura das pernas
Espaço para joelhos
embaixo das mesas,
pias, balcões, etc
Altura do assento
Apoio para os pés
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Profundidade do assento
•
Suporte das coxas
•
Distribuição de
pressão sobre as
coxas
Assento curto
Assento longo
Profundidade do assento
14
7
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Largura do assento
•
Levemente maior do
que o quadril
•
Muito estreito ⇒
úlceras de pressão
•
Muito largo ⇒
dificuldade para
propulsão da cadeira
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Altura do encosto
•
Muito baixa ⇒ suporte
postural insuficiente
•
Muito alta ⇒ afeta
movimento dos MMSS
para propulsão
Altura do encosto
16
8
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Ângulo do assento
•
↑ ângulo do assento ⇒
melhora estabilidade
de pacientes com
diminuição de controle
do tronco
•
↑ ↑ ângulo do assento
⇒ úlceras de pressão
•
↑ ↑ ângulo do assento
⇒ dificuldade para
transferência do
usuário
Ângulo do assento
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Ângulo do encosto
•
↑ ângulo do encosto ⇒
Melhora conforto
•
↑ ↑ ângulo do encosto
⇒ deslocamento do
centro de gravidade
para trás ⇒
instabilidade
Ângulo do encosto
18
9
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Descanso de braços
•
Manter braços
paralelos ao chão
•
Muito alto ou muito
baixo ⇒ desconforto
do pescoço e do
ombro
•
Levam a maior
abdução dos braços
durante a propulsão
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Rodas e pneus
•
4 rodas
•
Rodas dianteiras: ∅ 2
a 8 pol., podem ser de
borracha sólida,
plástico ou
pneumáticas
•
Pneu traseiro: ∅ 24 ou
26 pol.
•
Geralmente rodas
desmontáveis
24” ou 26”
2” a 8”
20
10
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Ângulo das rodas
•
0o = rodas na vertical
•
Normalmente até 8o
(parte superior da roda
para dentro)
•
Maior ângulo ⇒ maior
estabilidade ⇒ maior
largura
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas manual
Cadeiras de uso prolongado
Eixo das rodas traseiras
•
Mais para frente ⇒
melhora propulsão
Eixo das rodas
•
Frente de mais ⇒
risco da cadeira
tombar para trás
•
Muito alto ⇒ ↓ altura
do assento
•
Muito baixo ⇒ ↑
estabilidade, porém
aumenta abdução dos
braços
22
11
Cadeira de rodas elétrica
Usuários
•
Deficiência sensorial e motora severa
•
Tetraplegia
•
Esclerose múltipla avançada
•
Paralisia cerebral severa
•
Pacientes incapazes de propulsionar uma cadeira de
rodas manual
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas elétrica
Componentes básicos
Estrutura
•
Estilo convencional
•
Estilo base de potência
Base com motor,
bateria e controlador
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12
Cadeira de rodas elétrica
Componentes básicos
Estrutura
•
Estilo convencional
•
Estilo base de potência
Base com motor,
bateria e controlador
Assento intercambiável
Projeto otimizado da base
Baixo centro de gravidade
Sistema de suspensão
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas elétrica
Componentes básicos
Controle
•
Entrada: normalmente joystick
•
Controlador: depende da dinâmica do sistema de
propulsão e da cadeira de rodas
_
+
Entrada
Controlador
Sistema de
propulsão
Dinâmica
da cadeira
•
Joystick com controle proporcional
•
Botões direcionais
Saída
26
13
Cadeira de rodas especial
Posição ereta
•
↓ infecção urinária
•
↓ osteoporose
•
Benefícios psicológicos
•
Alcance de objetos em
locais elevados
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas especial
Sistema de elevação do assento
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14
Cadeira de rodas especial
iBot 4000 Transporter
Configuração convencional
Configuração 4 rodas
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas especial
iBot 4000 Transporter
Configuração para subir degrau
Configuração balanceada
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15
Cadeira de rodas do futuro
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Engenharia Biomédica - UFABC
Cadeira de rodas do futuro
32
16
Cadeira de rodas do futuro
33
Engenharia Biomédica - UFABC
Bibliografia
•
MARK, S., ENGSTROM, B., CRANE, B. and COOPER, R. Seating
Biomechanics and Systems. In: COOPER, R.A.; OHNABE, H.;
HOBSON, D.A. An Introduction to Rehabilitation Engineering. Series
in Medical Physics and Biomedical Engineering. Boca Raton:
Taylor&Francis, 2007. p.101 - 115
•
KOONTZ, A.M., PEARLMAN, J., IMPINK, B.G. COOPER, R.A.and
WILKINSON, M. Wheelchairs. In: COOPER, R.A.; OHNABE, H.;
HOBSON, D.A. An Introduction to Rehabilitation Engineering. Series
in Medical Physics and Biomedical Engineering. Boca Raton:
Taylor&Francis, 2007. p.129 - 155
34
17