Sistema de baixo custo para mensurar ângulos de articulações desenvolvido em Macaíba é publicado em revista internacional

Você já imaginou a importância de mensurar os ângulos das articulações de seu corpo? Esse pode não ser um pensamento típico para boa parte da população, mas, para aqueles que trabalham com reabilitação física, essa medição representa um dado relevante para o tratamento de pacientes. Desenvolver um sistema acessível e de baixo custo capaz de fazer essa estimativa para ajudar na reabilitação e melhorar a performance física na fisioterapia foi o objetivo do mestre em Neuroengenharia Túlio de Almeida, 27.

Publicado na revista científica internacional Sensors com o título “Development of low-cost open-source measurement system for joint angles estimation” [“Desenvolvimento de sistema de medição de código aberto de baixo custo para estimativa de ângulos articulares”, em tradução livre], os códigos e métodos encontrados pelo neuroengenheiro para medir ângulos articulares após dois anos de pesquisa no Instituto Santos Dumont (ISD), em Macaíba (RN), foram disponibilizados de forma gratuita na plataforma GitHub, uma plataforma de hospedagem de códigos e arquivos que permite que os usuários contribuam de qualquer parte do mundo. “Os equipamentos padrão ouro disponíveis atualmente são caríssimos, podendo custar até R$ 50 mil. Com a nossa pesquisa, criamos um sistema acessível e eficiente”, declara o pesquisador. Ao contrário dos dispositivos existentes no mercado, o desenvolvido no ISD tem o custo médio de R$ 130 (U$ 24).

O sistema, batizado de Joint Angle Measurement and Acquisition Device (JAMA), consiste em duas partes: um hardware de baixo custo utilizado para estimar os ângulos e um software aberto para processamento dos dados, o Python for Joint Angle Measurement and Acquisition (PyJama). Para provar os conceitos aplicados na construção do dispositivo e sua eficácia, foram feitos dois experimentos: “No primeiro, a gente visou testar tanto o software como o hardware em situações controladas”, explica Túlio. Para isso, foi utilizado o Lokomat, um robô utilizado na reabilitação de pessoas que faz movimentos controlados de flexão e extensão dos membros. “Configuramos o robô para um movimento com amplitude de 60 graus, e conseguimos encontrar um ângulo de 58.2 graus, o que é um resultado muito bom para uma etapa controlada”, completa.

Prova

O segundo experimento envolvia colocar a tecnologia à prova em uma situação real. “Queríamos avaliar a articulação do joelho de uma pessoa durante a marcha. Como não tínhamos um dispositivo padrão ouro para fazer a comparação dos resultados, utilizamos outra forma de avaliação, que foi o vídeo. Nesse formato, também tivemos bons resultados, com angulações compatíveis com as da marcha”, diz Túlio.

Para driblar a falta de um dispositivo padrão ouro que pudesse ser utilizado para comparar os resultados obtidos pelo Jama e o processamento de dados feito pelo Pyjama, o pesquisador recorreu a um terceiro experimento. “Procurei uma base de dados na literatura que tivesse esse mesmo tipo de dados que estávamos utilizando, só que de dispositivos padrão ouro. Nós tivemos um erro de 0% na primeira análise e, para o segundo tipo de análise, tivemos um erro médio de 2%, o que indica que o software consegue fazer o processamento desses dados”, afirma.

Orientador de Túlio durante o mestrado e co-autor do artigo publicado na revista Sensors, o professor-pesquisador do ISD, André Dantas, destaca que a pesquisa faz parte de um projeto mais amplo, que envolve outros pesquisadores e tem como objetivo central desenvolver tecnologias que possam ajudar na reabilitação de pacientes com lesão medular. “São diversas partes de uma pesquisa que se complementam e vão permitir a existência de um sistema que seja acessível e de fácil utilização para reabilitação”, afirma.

Código aberto

O modelo de código aberto, ou Open Source, utilizado pelo neuroengenheiro para o desenvolvimento do sistema, consiste no licenciamento livre e redistribuição universal daquilo que foi desenvolvido, sem a necessidade do pagamento de licenças e com a possibilidade de adotar um modelo de produção intelectual colaborativa. Plataformas como o GitHub, que reúne mais de 65 milhões de desenvolvedores de todo o mundo, permitem a publicação dos códigos e métodos.

A decisão de utilizar o modelo de código aberto, segundo o pesquisador, veio quando, durante a pesquisa, ele se deparou com muitas publicações sobre os avanços existentes na área, mas poucas com metodologias que expliquem o caminho feito para chegar até eles. “Sempre que você vai fazer algo nessa área, acaba que você precisa dar um ou dois passos para trás para refazer algo que alguém já fez, para só então poder começar sua pesquisa. A ideia do open source é deixar aberta a forma de construção do sistema para que isso possa ser, inclusive, utilizado como modelo para desenvolver outros métodos, já que os algoritmos têm várias aplicações”, ressalta Túlio.

De acordo com ele, países como o Brasil, onde o investimento nas áreas de ciência e tecnologia ainda é pequeno diante do potencial nacional, a publicação de códigos abertos amplia o acesso de pesquisadores e desenvolvedores aos conteúdos e potencializa a produção científica.

Instituto Santos Dumont (ISD) – Assessoria de comunicação

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