TCC

1. O BIODESIGN NA LESÃO MEDULAR -
O estudo da aplicação conjunta entre FES e
exoesqueleto no auxílio a pacientes com paraplegia
CARRARA, João A, ARAUJO, Rosângela S, FIORILLO, Erika
Universidade Positivo
Resumo: Adentrando os conceitos de biodesign, foi analisado a aplicabilidade do sistema de
estimulação elétrica funcional (FES) e exoesqueleto no auxílio a pacientes com paraplegia. Buscou-
se analisar a aplicabilidade do FES em pacientes com lesão medular a nível torácico, a partir do
entendimento da anatomia humana e estudo da doença, assim como sua adaptação a uma estrutura
mecânica ortopédica como o Exoesqueleto. Para tanto, foi desenvolvida uma metodologia de
aplicação do FES em um exoesqueleto, através da adaptação de uma estrutura já existente (Exosuit),
buscando assim comprovar a possibilidade de aplicação conjunta entre ambos os dispositivos através
de uma estratégia híbrida. O desenvolvimento acerca do tema deve ser constante em busca de
desenvolver estratégias cada vez mais efetivas para a solução do problema.
Palavras-chave: Estimulação neuromuscular, Exoesqueleto e Metodologia de aplicação.
1. INTRODUÇÃO
Segundo o IBGE (2015), 7% da população possui algum tipo de deficiência física, destes
quase 13,2 milhões habitantes, 4,4 milhões possuem um grau intenso de limitação. A lesão
medular está presente em muitos destes casos, sendo geralmente o principal motivo de
deficiência dentre os brasileiros, esta se dividindo entre, tetraplegia e paraplegia. A
tetraplegia refere-se a “Impedimento ou perca de funções motoras e sensoriais no segmento
cervical da medula espinhal” (MAYNARD, F M et al. 1997), seu resultado seria a perda de
funções motora e sensorial nos braços, tronco, pernas e órgãos pélvicos. Por outro lado, a
paraplegia, parte do tema e principal problema abordado por este projeto, refere-se ao
“Impedimento ou perca de funções motoras e sensoriais no segmento torácico, lombar ou
sacral (mas não cervical) da medula espinhal” (MAYNARD, F M et al. 1997).
Os tratamentos utilizados se estendem desde tratamento fisioterapêutico até
acompanhamento psicológico, este último tratando tanto do paciente quanto de seus
familiares (ANDRADE, M J et al. 2007). A técnica, abordada por esse estudo como uma das
duas vias de junção para a criação de um exosuit funcional, é o de eletroterapia (FES -
functional electrical stimulation). Este tipo de tratamento pode auxiliar reativação muscular,
prevenindo complicações ligadas a lesão, capacitando assim o paciente a obter uma vida
melhor.

2. A utilização de Exoesqueletos, estruturas externas ao corpo que trabalham de forma a
aumentar as capacidades físicas do ser humano, tem aumentado exponencialmente em
casos de deficiência física. A variedade de exoesqueletos desenvolvidas por empresas é
imensa, o mercado oscila desde equipamentos militares criados para auxiliar soldados a
levantarem pesos que estariam acima de suas capacidades humanas (ASBECK, A T et al.
2014), até equipamentos médicos projetados especificamente para auxiliar enfermeiras a
deslocarem idosos na parte interna de hospitais. (YAMAMOTO, K et al. 2003
Segundo a Doutora Karen Nolan (2016) em uma apresentação para a 2016 Kessler
foundation Research Speakers series, “Existem muitas maneiras de tratar um paciente com
danos na medula espinhal, exoesqueletos são umas das últimas coisas utilizadas no
tratamento”. O desenvolvimento de um exoesqueleto que viabilize o ganho de locomoção
enquanto auxilia no tratamento do paciente pode ajudar médicos a obterem uma
metodologia de trabalho mais eficiente em tais casos.
Dessa forma a função da estratégia híbrida proposta pela pesquisa é facilitar a locomoção e
independência do paciente, de uma forma que relacione a capacidade de andar, sendo esta
uma necessidade humana, com um tratamento que facilite a recuperação do usuário, de
uma forma fácil e leve, com simples manutenção e que auxilie no ganho de saúde do
indivíduo, física e psicologicamente. Fazendo com que o mesmo se sinta bem com a sua
situação, devolvendo sua autonomia e senso de igualdade.
Para tanto, o presente projeto visa a investigação teórica da aplicação da técnica FES em
um exoesqueleto. Com o objetivo de elucidar as principais dúvidas referentes a estruturação
da estratégia híbrida, assim como o reconhecimento de todos os pontos que fomentem a
aplicação do exoesqueleto em pacientes com lesão medular a nível torácico, esta pesquisa
pretende desenvolver um argumento que defenda a escolha da órtese para a aplicação em
conjunto com a FES, a partir da análise do estado da arte da técnica FES e da órtese
exoesqueleto, dessa forma estabelecendo parâmetros de comparação com as órteses já
utilizadas durante o tratamento da doença. O projeto está atualmente situado na fase de
análise do levantamento de dados.
2. PROCEDIMENTOS METODOLOGICOS
Com a evolução do biodesign e seu consequente ganho de notoriedade no meio acadêmico,
metodologias de trabalho foram se desenvolvendo, da necessidade de se entender a
natureza e suas prerrogativas, nasceram meios e técnicas de aprendizagem. De um modo

3. geral, a metodologia de Stanford aborda passos mercadológicos não vistos nas demais
metodologias, estas focada no aprendizado do biodesign. Tais diferenças, além de toda a
segurança de uma metodologia diversamente testada e já reconhecida na área fazem com
que a Metodologia Stanford seja a escolhida para o desenvolvimento do projeto proposto
por esta pesquisa.
Para tanto, o projeto optou por dividir a metodologia Stanford em 3 fases, descritas no
capítulo de desenvolvimentos futuros, sendo esta a fase de Identificação presente na
metodologia Stanford.
- INVESTIGAÇÃO DO PROBLEMA
Com a divisão metodológica aplicada ao projeto, esta fase se desenvolvimento se
estabelece como a fase de Identificação presente no capítulo de apresentação da
metodologia, derivando assim o trabalho e segmentando as análises apenas em Needs
Finding, na tradução livre Pesquisa da Necessidade. Nesta etapa do processo, o
pesquisador deve realizar a pesquisa pela área em que o seu projeto atuará, visando o
desenvolvimento de uma proposta consistente e de impacto em seu campo, partindo de
observações e estudo de áreas que necessitem de projetos inovadores e por fim o
desenvolvimento da proposta de trabalho.
a- PESQUISA POR NECESSIDADES
A pesquisa por necessidades apresenta-se como o início do desenvolvimento, atribuída
como uma das fases mais importantes do projeto, é ela quem guiará o restante da pesquisa,
indicando os próximos avanços do desenvolvimento. Sua estrutura é bem próxima a
utilizada por metodologias de design, durante a fase de definição do problema, facilitando a
sua utilização pelo autor, visto que o mesmo possui experiência com as metodologias
empregadas no curso de design.
Aplicada ao projeto, a pesquisa por necessidades se concentrou durante a fase de pré-
projeto e elaboração da proposta de trabalho. Seu resultado foi o desenvolvimento de uma
proposta coerente e bem embasada, visto que esta fase da metodologia se divide em
Strategic focus, Observation and problem identification e Need statement development (Em
tradução livre, Foco estratégico, Observação e identificação do problema e Desenvolvimento
da proposta, consecutivamente). A metodologia identifica a necessidade do pesquisador
entender profundamente os procedimentos clínicos e técnicos “como eles realmente são

4. praticados” (YOCK, P et al, 2015), porém para a criação da proposta inicial não se
apresentou necessária a busca pela observação, visto que o autor já havia estudado as
dificuldades de pacientes com paralisia nos membros inferiores em outro momento. Tal
estudo se apresentou novamente durante a continuidade da pesquisa, através da entrevista
com profissionais trabalham com estes pacientes, com o objetivo de definir parâmetros de
atuação do projeto e principais ganhos relacionados ao tratamento dos pacientes.
A construção do foco da pesquisa se deu de acordo com a proximidade do autor com o
tema, recorrente em pesquisas anteriores, através da construção do quadro analítico de
missão, forças e fraquezas de suas competências e critérios de aceitação da área, assim
desenvolvendo o seu foco estratégico de atuação.
Como este item torna-se pessoal quando o mesmo regimenta a área de atuação que o
pesquisar quer desenvolver durante seus trabalhos, sua descrição detalhada não se faz
necessária para os fins da pesquisa aqui apresentada.
A observação preliminar e identificação do problema seguiu uma linha de pesquisa acerca
do tema “Lesão medular a nível torácico”, em busca de possibilidades de atuação em falhas
de métodos já utilizados ou desenvolvimento de novas funções em busca do melhor
tratamento de pacientes acometidos com a doença. A pesquisa inicial do tema de
apresentou através da busca por cirurgias ou tratamentos experimentais que auxiliassem na
recuperação do paciente. Palavras-chave utilizadas durante esta pesquisa inicial foram:
“técnicas de tratamento para paciente com lesão medular completa, dispositivos de auxílio
ao tratamento de pacientes com paraplegia, métodos de recuperação das ligações
neurológicas perdidas pós lesão medular completa e incompleta, métodos de reconectar a
medula espinhal após lesão medular completa”. Quando comparada a complexidade do
tema ao tempo disponibilizado pela instituição de ensino, o projeto mostrou-se complexo
demais para ser resolvido com qualidade em um ano de pesquisa. A partir deste resultado, a
pergunta “Como auxiliar paciente com lesão medular a nível torácico em seu tratamento”
mostrou-se abrangente demais, necessitando assim de um filtro que alinhasse o foco
estratégico do autor com o tempo disponibilizado pela instituição. Como aplicar o sistema de
estimulação elétrica funcional em conjunto com uma estrutura mecânica ortopédica para o
tratamento de pacientes com paraplegia? Esta questão foi formulada, e corrigida com a
revisão de literatura e auxilio do comitê avaliativo para análise crítica e comparativa que
guiou a obtenção de respostas relacionadas a temática abordada pela pesquisa. Através da
pesquisa sistêmica de conceitos relacionados com o problema (Estudo aprofundando da
anatomia humana e as complicações geradas pela Lesão Medular, bem como tratamentos e

5. medidas paliativas, métodos de aplicação do FES e possibilidades de aplicação em conjunto
com um exoesqueleto).
O desenvolvimento da proposta foi realizado de acordo com as especificações descritas em
documento cedido pelo curso de Design projeto de produto da Universidade Positivo. As
informações requisitadas pelo documento eram: Problema, Cenário do Problema, Tema
possível, Análise SWOT da proposta, justificativa embasada teoricamente, Metas pessoais e
lista de possíveis orientadores.
- LEVANTAMENTO DE DADOS
Nesta fase do processo de biodesign de Stanford, o foco do pesquisador deve ser o de
recolher o maior número de informações do problema encontrado durante a fase anterior, o
Needs Screening, em tradução livre Triagem da Necessidade, deve ser realizado
minunciosamente, abordando cada ponto de interesse do problema. Levantando dados
sobre o estado fundamental da doença, tratamentos existentes, análise mercadológica e o
desenvolvimento do filtro de pontos chave a serem considerados na fase seguinte, além da
defesa dos caminhos tomados na proposta de inovação.
b- TRIAGEM DA NECESSIDADE
O mergulho profundo no mudo do problema encontrado ocorre de forma minuciosa,
buscando entender todas as variáveis por trás do problema escaneado preliminarmente.
Dessa forma o pesquisador consegue apresentar um melhor resultado para o projeto.
Segundo Yock (2015), “ao fim da imersão o pesquisador torna-se um absoluto especialista
no problema”. Sua constatação se apresenta pelo nível de detalhamento requisitado nessa
fase, incluindo pesquisa Anatômica, Fisiológica, Patológica, Epidemiológica, Dinâmica
mercadológica, competidores e suas soluções e requerimentos dos consumidores. Somente
após a construção teórica desta base de dados que o pesquisador terá total conhecimento
para desenvolver uma proposta de solução inovadora. Quando aplicado ao presente projeto,
a fase de triagem do problema apresentou o desenvolvimento de referencial teórico nas
seguintes áreas: Anatômica, Fisiológica, Patológica, Dinâmica mercadológica, competidores
e suas soluções e requerimentos dos consumidores (este último item se apresentou durante
o levantamento de dados como as principais características que um paciente com
paraplegia necessitaria para obter aproveitamento do dispositivo desenvolvido pela
proposta).

6. Esta fase de pesquisa se caracteriza pela sua divisão em: Disease state fundamentals,
Treatment options, Stakeholders analysis, Market analysis e Needs filtering (Em tradução
livre, Fundamentos do estado da doença, Opções de tratamento, Análise de Stakeholders,
Análise de mercado e Filtro de necessidades). Das fases apresentadas o presente trabalho
acadêmico não contemplou apenas a Análise de Stakeholders, por considerar seu
desenvolvimento prematuro para a atual fase do projeto.
- SISTEMA E EXECUÇÃO DE COLETA DE DADOS
Os dados uteis à pesquisa foram definidos através de critérios de inclusão, excluindo
pesquisa que estejam em desacordo com os itens estipulados. Critérios para a seleção geral
de dados foram estipulados através de um espaço de tempo entre 1986 e 2016, sem
delimitações geográficas.
Os dados coletados durante a pesquisa foram de ordem teórica e quantitativa, visto que são
fontes resultantes de fontes bibliográficas (livros e artigos científicos). Busca por dados foi
realizada nas bases ScienceDirect, IEEE Xplore, Google Acadêmico, Portal de Periódicos
da Capes, Elsevier, Scielo, além de livros referentes ao assunto. O idioma de preferência
selecionado foi o inglês, com os descritores: Functional electrical stimulation, exosuit,
exoskeleton, Action potential, Nerve impulse, Functional neuromuscular stimulation,
neuroprosthesis, spinal cord stimulation, Spinal cord injury, neuromuscular anatomy,
Thoracic-level spinal cord injury, Paraplegic. Os mesmos descritores foram utilizados em
pesquisas no idioma português. Os critérios de inclusão são os mesmos aplicados ao
método de categorização utilizado durante a divisão de dados.
3. ANÁLISE DE DADOS E RESULTADOS
- O EXOESQUELETO NA PARAPLEGIA
Por conta das diversas definições de deficiência física, sendo elas entendidas por uma
alteração no corpo resultando na dificuldade de movimentação e posterior impedimento de
participar da vida de uma forma independente, pode ser entendido por desvantagem
resultante de uma incapacidade ou comprometimento que impede a locomoção de um
indivíduo. Ou ainda pode referenciar ao comprometimento do aparelho locomotor através do
rompimento das funções normais do ósteo-articular, sistema muscular ou sistema nervoso.
Este comprometimento pode ser gerado por lesões ou doenças que afetem tais sistemas
isoladamente ou em conjunto, assim produzindo quadros de paralisias e limitações físicas

7. de grau e gravidade variáveis de acordo com o segmento afetado ou tipo de lesão ocorrida
no local (TEIXEIRA, 2010).
Sua classificação pode ser de acordo com sua natureza, se ela originou através de
distúrbios ortopédicos, originado através de problemas musculares, ósseos e/ou em
articulações, ou através de distúrbios neurológicos, referente a lesões ou deterioração do
sistema nervoso, este último tendo origem principalmente em lesões medulares.
- LESÃO MEDULAR
Lesões na medula espinal afetam a condução de estímulos sensoriais e motores através da
área lesionada. Sua origem inclui poliomielite, traumatismo com ruptura ou compressão
medular, má-formação e degeneração. Sua ocorrência é geralmente relacionada a traumas,
tumores, lesões por disparo de armas de fogo, quedas, explosivos, acidentes com veículos
motorizados, mergulho em águas rasas, traumatismos diretos, processos infecciosos, entre
outras causas. Sua maior incidência ocorre entre indivíduos de 15 a 28 anos de idade,
segundo TEIXEIRA (2010), 40% das lesões ocorrem em consequência de acidentes
automobilísticos, 20% por quedas, e os 40% restantes distribuídos entre disparos de armas
de fogo, acidentes esportivos, industriais e agrícolas. Sendo que as lesões mais comuns
ocorrem nas vértebras cervicais (entre C5 e C6) e em segundo as lesões nas vértebras
torácicas e lombares (T12 e L1). Seu resultado afeta os membros e órgãos inervados por
neurônios situados abaixo do nível da lesão e podendo ser divididas entre lesões completas
e incompletas, onde lesões completas se caracterizam pela perda completa das funções
sensitivas e motoras abaixo do nível da lesão, enquanto a lesão incompleta caracteriza-se
pela permanência de funções motoras, em especial em áreas inervadas pelo segmento
sacral da medula espinal. Há uma dissidência na teoria que aborda a permanência de
funções sensitivas em lesões incompletas, enquanto um autor (TEIXEIRA, 2010) atesta que
as ligações sensitivas são alteradas, outro autor (MAYNARD, F M et al. 1997) afirma que
podem permanecer sensações provenientes do segmento sacral envolvendo sensações
ligadas ao sistema excretor, em específico na região anal.
A lesão medular pode possuir capacidade de recuperação neurológica se tratada nas
primeiras horas em que se segue a lesão, decaindo com o passar do tempo e chegando a
escassez após o primeiro ano (ANDRADE e GONÇALVES, 2007). Estudos após este tempo
acabam sendo a minoria, visto que a recuperação neural é inteiramente influenciada pelo
tempo e gravidade da mesma. A medida paliativa para casos com mais de um ano tem sido
o trabalho com a fisioterapia e psicologia.

8. O termo Paraplegia, refere-se ao dano ou perda total dos sistemas motores e sensoriais nos
segmentos torácicos, lombar ou sacral da medula espinal através do dano neural no canal
espinal. Na paraplegia, o funcionamento dos braços é mantido, porém, dependendo do nível
da lesão, tronco, pernas e órgãos pélvicos podem ser afetados (MAYNARD, F M et al.
1997). Tais lesões ocorrem, em sua maioria, abaixo do T2, afetando, em menor grau, a vida
do paciente, resultando na perda de massa muscular dos membros afetados, além da
complicada reintegração do indivíduo na sociedade (TEIXEIRA, 2010).
A escolha de se trabalhar apenas na paraplegia e não em ambas as deficiências resultantes
de uma lesão medular (paraplegia e tetraplegia), se dá principalmente pela gama de
trabalhos científicos voltados para esta área, auxiliando no embasamento teórico e na
assertividade da pesquisa, em segundo pelo nível de inovação que ainda pode ser
desenvolvido na área de locomoção de pacientes com paraplegia. Um ponto levantado por
autores (HAMID e HAYEK, 2008) (AFIFI e BERGMAN, 2007) (TAFAREL e FILHO, 2017) é a
necessidade de auxilio em ambientes mais complexos, como os sistemas respiratórios e
intestinais do paciente, sendo necessário tempo e pesquisas maiores para atender a todas
as necessidades de um paciente com lesão medular acima da vértebra T4. Para tanto e com
o auxílio do Professor Jean Tafarel e Edmar Stieven Filho e de literaturas como HAMID e
HAYEK (2008) e SANTOS (2016), foi projetado o quadro clinico ideal para a aplicação do
exoesqueleto:
1- Presença de estabilidade neurológica;
2- Lesão medular completa;
3- Nível do dano medular entre T4 e T12;
4- Tempo de lesão menor que 2 anos;
5- Estabilidade pélvica (item variável);
6- Grau de espasticidade baixo;
7- Resposta muscular a estimulação elétrica;
8- Integridade musculoesquelética;
9- Motivação do paciente;
A justificativa de cada item descrito é relacionada com sua função prática durante o
tratamento, sendo necessária a presença de estabilidade neurológica no paciente no sentido
de estabilidade da lesão, certificando assim que a mesma não progredirá para um quadro
clinico mais grave. A aplicação deve ser em paciente com lesão medular completa
justamente por conta do nível anterior de estabilidade, mesmo em casos onde a lesão

9. incompleta se apresenta como estável, esta adiciona outros complicadores como ocasionar
dor durante a aplicação do tratamento. O nível da lesão entre as vértebras T4 e T12 é
sugerida pela literatura por ser o nível de lesão que mais apresenta tais características,
necessárias para a aplicação eficaz do tratamento que integra a utilização exoesqueleto.
Segundo TAFAREL e FILHO (2017) em sua entrevista, este período de lesão é suficiente
para garantir que tanto a estrutura neurológica quanto a musculatura não estejam
danificados. MAYNARD, F M et al. (1997) e TEIXEIRA, (2010) citam que o tempo de início
do tratamento em casos de lesão medular é fundamental para uma boa recuperação e em
alguns casos até recuperação total do local lesionado. A estabilidade pélvica é um item
variável por conta de sua pouca ocorrência em casos de paraplegia, a princípio o estudo
visará a aplicabilidade em paciente sem esta característica, sendo facultativo o uso em
terapias posteriores. Como o sistema FES trabalha com a aplicação de estímulos elétricos
nas placas motoras periféricas, é imprescindível que estes mesmos estejam intactos,
garantindo assim a utilização correta do dispositivo, assim como uma estrutura
musculoesquelética integra, sem a presença de atrofias musculares severas.
Uma das principais formas de convencer o paciente é pelos benefícios que a estratégia
híbrida entre tratamento e o exoesqueleto trarão para a saúde do enfermo, sendo algumas
destas já descritas na literatura:
1- Locomoção e independência;
2- Melhoramento da fluidez sanguínea área afetada;
3- Redução da espasticidade (em casos altos);
4- Aumento da massa muscular nos grupos tratados;
5- Melhorar a autoestima;
6- Redução da depressão;
7- Inclusão social;
8- Auxilio na diminuição de casos clínicos paralelos à deficiência;
O principal fator que classifica o exoesqueleto como uma das partes de uma estratégia
híbrida de tratamento para a paraplegia é o de locomoção e sensação de independência
que o dispositivo pode trazer para o paciente, fatores psicológicos como melhora da
autoestima e redução de casos de depressão, melhoram a possibilidade de reinserção
social. Em termos terapêuticos, relacionados ao FES quando aplicado em conjunto com o
exoesqueleto, os resultados são a melhoria na fluidez sanguínea da área afetada, a redução
da espasticidade (em casos onde apresenta-se tônus muscular extremamente alto), auxilia
no aumento da massa muscular do grupo afetado, previne a atrofia e suas complicações

10. posteriores, além de auxiliar na prevenção de casos clínicos paralelos a deficiência, estes
agravando o quadro do paciente, um exemplo é a úlceras por pressão (escaras). (HAMID e
HAYEK, 2008, TAFAREL, 2017)
Deve-se salientar que as características listadas visam a utilização da técnica de FES como
meio de auxiliar na locomoção do paciente. SANTOS (2016) ainda complementa que “A
locomoção não deve ser entendida só como deslocamento no espaço, mas como ativador
do retorno nervoso, metabolismo ósseo, melhora trofismo do sistema tegumentar e
prevenindo retrações músculo ligamentares”.
- OBJETIVOS DA APLICAÇÃO DO FES EM PACIENTES COM LESÃO MEDULAR
Na literatura encontra-se dois objetivos em que se pode trabalhar o FES em lesões
medulares. Em casos onde o paciente apresenta um processo de atrofia, mesmo em
pacientes espásticos, a aplicação da técnica se inicia através da fase de recondicionamento
muscular, visando a estimulação do quadríceps para melhorar a estabilidade do joelho na
posição de extensão, a estimulação do glúteo máximo reduzindo o posicionamento em
flexão de quadril e a redução da extensão dos tornozelos e da articulação do quadril, como
objetivo de permitir um melhor alinhamento durante a fase de ortostatismo (SANTOS, 2016).
Este tratamento, associado a cinesioterapia, visa o fortalecimento dos MMSS (Membros
Superiores), condicionamento cardiorrespiratório e equilíbrio do tronco.
Após o processo de recondicionamento muscular, o paciente que obter um bom equilíbrio do
tronco e força de MMSS pode começar o tratamento de transferência da posição de sentado
para de pé. Dessa forma a extensão do joelho, associada com o impulso dos membros
superiores nos objetos de apoio, promovem uma postura ortostática. Assim, SANTOS
(2016) indica que a técnica de estimulação elétrica funcional pode ser trabalhada como:
- Ortostase;
- Uso como órtese;
- Treinamento de deambulação;
Em relação a nomenclatura abordada pela teoria, adota-se quando a técnica FES é aplicada
ao paciente com o auxílio de uma órtese, com o objetivo de se auxiliar o paciente a manter a
posição Ortostática ou deambular, o nome de sistema de FES híbrida (POPOVIC e
THRASHER, 2004).

11. - APLICABILIDADE DO FES COMO ÓRTESE
HAMID e HAYEK (2008) citam alguns exemplos das aplicações do FES em conjunto com
dispositivos, como “suporte para deambulação e locomoção em casos de paraplegia,
assistência com respiração e controle de mão em caso de tetraplegia”. O estudo e
aplicabilidade do sistema de estimulação tem sido desenvolvido em diversos países e
centros de pesquisa, aumentando a número de pesquisa em cima do assunto.
O desenvolvimento de dispositivos que integrem estes estudos com meios de facilitar o
tratamento e melhorar a forma de enfrentar a deficiência tem apresentado resultados
surpreendentes.
A aplicabilidade do FES para a locomoção de pacientes com paraplegia pode ser observada
em mais de 24 centros de pesquisa no mundo (HAMID e HAYEK 2008), entretanto, apenas
o Parastep-1 (Figura 1) foi aprovado pelo FDA (U.S. dp Food and Drug Administration –
Departamento de Administração de Alimentos e Drogas dos Estados Unidos da América),
este dado mais ênfase posteriormente. Um segundo projeto de doutorado está sendo
conduzido pelo Professor Doutor Percy Nohama, na PUC-PR, com o objetivo de “Investigar
a evocação de movimentos funcionais em indivíduos paraplégicos com lesão medular a
partir de uma estratégia híbrida assistiva para membros inferiores, que associe os efeitos
motores de uma órtese com um sistema de estimulação elétrica funcional” (PUC-PR, 2017).
O projeto de doutorado desenvolvido pelo Professor Doutor Percy Nohama na Pontifícia
Universidade Católica do Paraná, possui algumas similaridades com a pesquisa
desenvolvida neste artigo, entre elas a utilização do sistema FES com meio de propulsão e
a órtese exoesqueleto como sustentação para paciente com paraplegia, sua proposta de
pesquisa, porém, aborda outro problema encontrado em demais “Próteses neurais híbridas”,
como descrito em seu plano de estudo. Nohama levanta a questão de problemas
relacionados a fadiga muscular, a espasticidade e a força limitada de músculos
eletricamente estimulados como pontos não avaliados em outros projetos, sendo a
resolução destes problemas o objetivo de sua pesquisa.
Nohama também cita em sua proposta de doutorado a construção física do dispositivo de
assistência a locomoção, sendo este composto por “Um estimulador elétrico funcional de
oito canais e uma órtese mecânica combinada com servomotores, além de sensores
instalados nas articulações e membros inferiores”. Demais detalhes não foram encontrados

12. em publicações posteriores. Uma entrevista deve ser agendada durante a terceira fase do
Trabalho de Conclusão do Curso para eventuais dúvidas e parcerias.
O segundo caso de estudo relevante, o qual utiliza o sistema de FES para auxiliar na
locomoção de pacientes com paraplegia é o Parastep-1 (Figura 1), dispositivo transcutâneo,
micro computadorizado, de estimulação elétrica energizado por uma bateria e controlado por
um botão localizado no andador utilizado pelo paciente. O sistema promove a estimulação
elétrica através de 12 eletrodos localizados diretamente sobre o nervo espinhal a ser
estimulado. Como o sistema empregado de estimulação elétrica, o Parastep-1 envia
estímulos elétricos para causar potenciais de ação no musculo, gerando assim contrações
que farão o paciente caminhar, diferente do projeto desenvolvido pelo Professor Doutor
Percy Nohama e este descrito nesta pesquisa, o Parastep-1 não utiliza o sistema de
exoesqueleto para auxiliar o paciente a ficar em pé, sendo assim utilizado um andador com
base para o apoio, assim caracterizando-se, segundo HAMID e HAYEK (2008) como um
sistema de suporte a marcha com balanço.
As especificações utilizadas para capacitar ou não o paciente a receber o tratamento com o
sistema Parastep-1 são as de paraplegia de nível torácico com trauma completo com
integridade neurológica mantida. O estimulo acontece através dos nervos periféricos,
excitando as funções motoras dos músculos inervados. Sendo este sistema um dos poucos
aprovados pelo FDA e US Medicare and Medicaid. (GRAUPE et al, 2008)
A distância caminhada com o auxílio do Parastep-1 varia de acordo com o avanço do
tratamento, alcançando 115 m/caminhada depois de 32 sessões, em 3 meses de
treinamento, à 450 m/caminhada após 4 meses diários de treino. (GRAUPE et al, 2008) O
Aumento da distância é gradual em relação ao tempo total de uso e horas diárias
despendidas para o tratamento, em outra pesquisa (WINCHESTER et al, 1994) realizada no
ano de desenvolvimento do dispositivo, pode-se notar uma evolução considerável em
pacientes que permaneceram com o tratamento, aumentando seu tempo de uso e distância
percorrida, o processo torna-se um novo aprendizado da caminhada, melhorando com o
passar do tempo. Neste mesmo estudo é observado que o nível da lesão pode influenciar no
resultado do tratamento,pacientes com uma lesão em um nível menor (T12), apresentam
melhores resultados na deambulação, quando comparados a um paciente com lesão a nível
T4.
Além da mobilidade, o benefício mais importante é o melhoramento da fluidez sanguínea na
área afetada, resultando em um aumento de 50 a 60%, até a níveis próximos ao pré-lesão,
redução da

13. FIGURA 1 – Sistema Paraste-1
FONTE: GRAUPE, Daniel; KOHN, Kate H. Functional neuromuscular stimulator for short-distance ambulation by certain
thoracic-level spinal-cord-injured paraplegics. Surgical Neurology, v. 50, n. 3, p. 202-207, 1998.
espasticidade, aumento da massa muscular nos músculos tratados, além de benefícios
psicológicos como melhorar a autoestima e na redução da depressão. (BRISSOT et al,
2000) (GALLIEN et al, 1995) (GRAUPE 2002) (WINCHESTER et al, 1994)
O exoesqueleto está presente na cultura popular desde o início do século XX, suas
primeiras pesquisas datam de 1890, onde Nicholas Yagn desenvolveu e patenteou um
sistema que facilitava a corrida de soldados russos. Diversos protótipos têm aparecido
desde então, aumentando a gama de possibilidade de uso. Projetos desenvolvidos para
aplicações militares, de recreação, para auxiliar profissionais a executarem suas tarefas e
com o viés medicinal (Yagn N, 1890) (YAMAMOTO, K et al. 2003) (CHU, Andrew et al.
2005) (ASBECK, A T et al. 2013). Para tanto o estudo selecionou um destes protótipo com o
objetivo de evidenciar a possibilidade de aplicação do exoesqueleto em conjunto com o
FES, não deixando as evidências somente no campo bibliográfico. O estudo da aplicação de
materiais leves, como o estudo promovido por Harvard (ASBECK, A T et al. 2013), unido ao
sistema de tratamento FES, pode levar a uma nova área de desenvolvimento de
exoesqueletos, evoluindo o conceito de exoesqueleto e criando a segunda linha de
dispositivos desta área. A aplicação desta tecnologia em conjunto com o tratamento FES
pode auxiliar a pacientes a recuperarem sua capacidade de locomoção, bem como
proporcionar o fluxo de nutrientes e energia aos membros afetados, além de auxiliarem o
paciente a recuperar a sua autoestima e capacidade de participar de sua comunidade, para
tanto, foi desenvolvida uma metodologia para uma aplicação conjunta entre o exoesqueleto
e a estimulação elétrica funcional, com o objetivo de elencar os principais fatores a serem

14. discutidos durante essa união e mostrar possibilidades de resolução de problemas, como o
ato de manter em pé um paciente com paraplegia, utilizando a mesma estrutura proposta no
Exosuit, além de elencar pontos de estimulação (FES) e como produzir um movimento de
marcha adequado para um paciente com lesão medular a nível torácico a partir das
soluções proposta pelo Exosuit e as considerações desenvolvidas pelo autor.
- DESIGN DO EXOSUIT
Com o objetivo de melhorar a qualidade de vida e de saúde de pacientes com paraplegia,
optou-se pelo desenvolvimento de uma metodologia híbrida, que comportasse os benefícios
de um tratamento e seu uso contínuo, possibilitando o aumento de sua autonomia e um
custo inferior aos concorrentes. A escolha pelo sistema FES ocorreu somente durante o
levantamento de dados, durante o desenvolvimento da proposta e pesquisa prévia acerca
do assunto, ainda era questionado como poderia ser desenvolvido um sistema que
mimetizasse a marcha humana em pacientes com paraplegia, este processo de elucubração
esteve presente até o levantamento de mais dados e a constatação de que um dispositivo
próximo ao imaginado já existia, com pesquisa científicas em cima do assunto e teste já
validando a eficácia do dispositivo FES. Como o sistema por si só não apresentava uma
melhora significativa nos campos sociais e de qualidade de vida, comportando-se mais
como um método de tratamento do que um dispositivo para deambulação em cidades, fez-
se necessário para este projeto, o desenvolvimento de uma estrutura que corroborasse com
o método de tratamento encontrado. Tal estrutura deveria suportar o peso do paciente,
fornecer segurança e auxiliar no início de uma determinada ação muscular. Após o
levantamento de dados constatou-se que, em sua maioria, os trajes encontrados
apresentavam estruturas grandes demais, além de elevar o custo de criação, afastado
aqueles que mais necessitam do dispositivo. (YAMAMOTO, K et al. 2003 e CHU, Andrew et
al. 2005)
Apenas um traje propôs uma visão diferente do mesmo projeto, o Exosuit desenvolvido por
um grupo de pesquisadores em bioengenharia de Harvard com o objetivo de ajudar seres
humanos saudáveis a diminuírem seus gastos metabólicos durante uma caminhada
(ASBECK, A T et al. 2014 e ASBECK, A T et al. 2013). Este exoesqueleto se diferenciava
dos demais por conta de sua construção em longas faixas de tecido rígido, com o objetivo
de criar linhas de tensão em áreas específicas do corpo humano, estas tensões por sua vez,
criadas pelo movimento de um cabo Bowden, auxiliando na redução dos gastos metabólicos
provenientes da marcha humana. Sua aplicação em seres humanos saudáveis considera a
redução do custo metabólico em 36W (- 5.1% ± 3.8%) durante uma caminhada, sendo este

15. resultado considerado estatisticamente satisfatório, este aplicado em indivíduos sem
nenhum tipo de deficiência física.
Após a análise dos dados gerados pela pesquisa (ASBECK, A T et al. 2014), foi constatado
que a mesma estrutura poderia ser utilizada em casos de paraplegia. Sendo ela leve, de
relativa facilidade de desenvolvimento e baixo custo de produção, a estrutura ainda
necessitava de alterações para comportar um paciente com paraplegia, como um método de
manter o paciente em pé enquanto estivesse parado ou durante a fase de apoio da
deambulação, um sistema que impeça que a região do tronco se movimente causando
perda de estabilidade e um método de aplicação do FES em conjunto com o traje, a Figura 2
mostra quais seriam os pontos a serem revistos. Já a Figura 3 apresenta o resultado do
processo de pesquisa e mimetização da deambulação e ações musculares dos membros
inferiores.
FIGURA 2 - Alteração no Exosuit Asbeck
FONTE: Exosuit ASBECK, Alan T. et al. Stronger, smarter, softer: next-generation wearable robots. IEEE Robotics &
Automation Magazine, v. 21, n. 4, p. 22-33, 2014, com considerações do autor.
Segundo ASBECK et al (2014), um exosuit consiste em uma peça de vestuário que integra
pontos de fixação no corpo com o auxílio de um tecido estruturado, que transmite e divide
cargas em toda a extensão do corpo. O trabalho de tensão é resultante de atuadores, que
ao reduzirem seu comprimento fornecem forças de tração controlada, produzindo assim um
auxílio ao movimento de marcha humana. O exosuit cria momentos ao redor das
articulações a medida que estes momentos são deslocados dos centros para fora, este

16. movimento é causado devido à rotação dos atuadores, limitados pelo tecido e pela estrutura
óssea que rodeia a articulação.
A estrutura do exosuit (Figura 3 à esquerda) é similar a presente na musculatura humana,
mimetizando funções musculares necessárias para a deambulação humana típica. As
conexões entre a estrutura e o corpo humano ocorrem nas regiões do torço, coxa, perna e
pé, sendo as estruturas da coxa, perna e pé atuantes durante a locomoção (Faixas de
tensão) e o torço apenas para fixação, impedindo que o mesmo realize ações indesejadas.
Todas as conexões são confeccionadas com faixas de tecido rígido coberto com uma
camada de tecido poliamida ou poliéster. O estudo não abrangeu o grau de liberdade dos
eixos, porém foi estimado que o mesmo apresente um grau equivalente ao visto nos eixos
naturais do corpo humano, não impedindo a movimentação livre do corpo, exceto na região
do tronco, onde se faz necessária o impedimento de movimentos, visto que é necessário
apresentar estabilidade nesta região durante a caminhada. Assim, o Exosuit apresenta três
locais de atuação, o ligamento pélvis/coxa, o ligamento do joelho e o ligamento do tornozelo
no plano sagital. O exoesqueleto visto na Figura 3 (à esquerda) apresenta toda a estrutura
idealizada por ASBECK et al (2013), com algumas alterações em relação ao modo como o
paciente se mantem em pé e a disposição dos eletrodos utilizados pelo sistema FES este
idealizados pelo autor, a estrutura base (Figura 3 à direita) não foi idealizada pelo autor,
sendo de responsabilidade de ASBECK et al (2017) e da universidade Harvard. O objetivo
deste projeto não foi o desenvolvimento de um novo modelo de exoesqueleto, mas sim o
estudo de como aplicar o sistema FES em um exoesqueleto já existente, para o auxílio a
pacientes com paraplegia durante a deambulação. Para tanto foi escolhido um exoesqueleto
existente (Exosuit), avaliado quais seriam as alterações estruturais necessárias para
comportar um paciente com paraplegia e por último, incluir o sistema FES no exoesqueleto,
especificando pontos de contato com a pele.
- ATUADORES E DESENVOLVIMENTO DE TENSÃO
Com o objetivo de propor alterações estruturais no Exosuit (ASBECK), foram desenvolvidos
métodos que solucionassem por meio da mimetização do corpo humano, as alterações
consideradas necessárias para o exoesqueleto comportar um paciente com paraplegia, para
tanto, o método de desenvolvimento dos atuadores propostos pelo autor ocorreu através do
estudo e entendimento

17. FIGURA 3 - Exosuit Asbeck e Diagrama de disposição estrutural
FONTE: à Esquerda ASBECK, Alan T. et al. Stronger, smarter, softer: next-generation wearable robots. IEEE Robotics &
Automation Magazine, v. 21, n. 4, p. 22-33, 2014, à Direita o autor.
das funções e estruturas presentes na musculatura humana e composição óssea, assim
como, identificar grupos musculares atuantes na marcha humana, tais grupos podem ser
observados na Figura 4, assim como sua atividade durante um ciclo da marcha. É
importante salientar que esta é apenas uma das formas de se resolver este problema, a
abordagem levou em consideração a utilização da mimetização de funções justamente por
se utilizar uma metodologia (Metodologia Stanford) que visava a solução de problemas
através da mimetização da natureza, sendo que o problema pode ser resolvido de diversas
formas.
Com o objetivo de diferenciar o que foi desenvolvido por ASBECK e o que foi idealizado pelo
autor deste artigo, foi necessário desenvolver uma distinção entre os atuadores presentes
na metodologia, separando-os em dois grupos:
Grupo de atuadores EXO
Estrutura Carrara
Estrutura Asbeck
Grupo de atuadores FES

18. O primeiro grupo de atuadores, denominados EXO são caracterizados por sua atuação
mecânica através da criação de Tenções localizadas. Este grupo ainda se subdivide em
duas outras áreas de atuação distintas, sendo o método de estabilização da flexão do joelho
(estrutura Carrara) idealizado pelo autor deste artigo, e o método de auxilio no ganho
metabólico (estrutura Harvard) desenvolvido por ASBECK et al 2014.
O método de estabilização da flexão do joelho (MEFJ) foi idealizado pelo autor através do
estudo e observação de modelos anatômicos sobre como os músculos inferiores geram
tensão na articulação do joelho para que o mesmo se mantenha reto em posições como em
pé, tal estudo foi realizado com o auxílio da metodologia Stanford, visando a mimetização
destes movimentos e ações musculares. O Trabalho conjunto entre os grupos musculares
isquiotibiais, musculo tríceps sural e flexores plantares pode ser observado durante as fases
de apoio presentes no ciclo da marcha, seu padrão de atuação pode sustentar o corpo
humano em apenas uma base de apoio. A mimetização desta ação conjunta foi estruturada
através da idealização de uma base envolvendo os músculos tríceps sural e flexores
plantares, sendo esta constituída de tecido rígido em forma de envolver os músculos e criar
tensões simulando o funcionamento nervoso típico. Um segundo momento desta estrutura é
a criação de força através de um cabo Bowden, o qual inicia sua descida através da unidade
de atuadores, localizada na posição posterior do corpo em formato de mochila, passando
pelos músculos isquiotibiais, seguindo até a epífise inferior do fêmur (base da patela), onde
o cabo interno criará uma junção entre a estrutura de tensão inferior com o atuador do cabo
Bowden, quando este estiver ativo. A força gerada pela estrutura impedirá que o joelho
realize a flexão, auxiliando na fase de apoio da deambulação (Figura 5). Novamente
salientando, este é apenas uma metodologia de como se poderia solucionar as alterações
encontradas no Exosuit ASBECK e não um produto final.

19. FIGURA 4 - Ciclo da marcha e atuação do exosuit
FONTE: Autor com base em Hamill (2012)

20. FIGURA 5 - Mecanismo estabilizador de flexão do joelho
FONTE: Autor
A segunda estrutura de aplicação de tensão, o método de auxílio ao ganho metabólico
(MAGM), desenvolvido na universidade Harvard por ASBECK et al em 2013. A estrutura é
composta por linhas de tensão, fabricadas com tecido rígido, que atuam sobre grupos
musculares responsáveis pela parcela de 30% a 60% do ciclo de marcha, auxiliando no
ganho de impulsão para se iniciar a fase de balanço. Sua segunda atuação é apresentada
através da aplicação do cabo Bowden sobre os mesmos músculos atendidos pelas linhas de
tensão, o cabo se estende até a base do musculo tríceps sural, onde o cabo interno faz a
ligação com a base do pé. Sua atuação está presente, como comentando anteriormente, no
início da fase de balaço, criando força nos ligamentos, dando início ao movimento. Toda a
estrutura fora pesquisada e testada pelos pesquisadores de Harvard e a eles é dada todo o
mérito pelo seu desenvolvimento (Figura 6).
O Segundo grupo de atuadores, denominado FES, é caracterizado pela sua atuação na
geração de estímulos elétricos em grupos musculares predefinidos com a finalidade de
locomover o paciente através da geração de contrações. Composto por 8 pares de eletrodos
transcutâneos, distribuídos acima das placas motoras, este grupo de atuadores tem por
objetivo induzir a propagação de contrações, por meio de uma frequência e trem de pulso
específicos, estes eletrodos foram idealizados na disposição apresentada na Figura 7.

21. FIGURA 6 - Método de auxílio ao ganho metabólico
Fonte: ASBECK, Alan T. et al. Stronger, smarter, softer: next-generation wearable robots. IEEE Robotics & Automation
Magazine, v. 21, n. 4, p. 22-33, 2014
A frequência mais observada durante o levantamento de dados fora entre 20 Hz e 100Hz,
sendo que a mais indicada quando é visado a prevenção de fadiga muscular, são as
frequências mais próximas a 100Hz (KRUEGER-BECK et al, 2010). A Duração de pulso
pode variar de acordo com a atividade exercida, sendo que para uma contração submáxima
o corpo atua com uma média de 100 μs (HAMILL, 2012), sendo a contração do tipo lenta a
mais utilizada durante o processo de caminhada. Durante o levantamento de dados também
foram encontradas variações de 100 μs até 500 μs, sendo que a constante para
deambulação fica próxima a 250 μs, para a obtenção de números precisos, além de
mensurar a amplitude/intensidade ideal para o traje, será necessário o desenvolvimento de
testes em laboratório in vivo (KRUEGER-BECK et al, 2010).
Sua atuação é apresentada através do envio de impulsos elétricos provenientes da unidade
de atuadores, por meio de cabos de cobre flexíveis, até o eletrodo localizado em contato
com a pele do paciente. É necessária a utilização de uma camada de gel entre o eletrodo e
a pele para se evitar a dissipação energética da pele, dessa forma, o gel auxilia na obtenção
de um resultado melhor de estimulação. Os eletrodos se localizam sobre os nervos femoral,
fibular superficial, fibular comum e isquiático (o maior localizado sobre a placa motora e o
menor na base do musculo inervado).
Em pessoas com a função neurológica típica, o método de ativação muscular passa pelos
processos de geração de estímulos no corpo celular do neurônio, este estímulo sendo
gerado através da ligação entre neurônios, a partir da ligação entre dendritos.

22. Após gerado o estimulo, o mesmo será enviado através de estruturas chamadas axônios por
meio de potenciais de ação, o sistema de despolarização e repolarização faz com que a
informação chegue até as placas terminais motores, este impulso liberará vesículas
sinápticas através da fenda existente entre o terminal axonal e o músculo. Esta transmissão
química dará início ao processo de contração muscular (teoria das miofibrilas deslizantes)
(HAMILL, 2012). O espaçamento entre potenciais de ação é que será responsável pela
intensidade da ação muscular despendida.
O FES atua como um dispositivo que mimetiza o potencial de ação através da indução de
estímulos elétricos, variando entre frequências, amplitude e trens de pulso. Seu objetivo é
ativar a transmissão química presente na placa terminal motora para a invocação da
contração muscular
Para que um paciente possa realizar a deambulação de forma correta, deve-se analisar a
forma como o ciclo de marcha ocorre. A Figura 4 demonstra com exatidão como cada grupo
muscular trabalha durante a deambulação, intercalando entre ações concêntricas,
excêntricas e de finalidades associadas. O ciclo de caminhada foi dividido entre 5 passos,
Resposta a carga (0% a 10%), Apoio, fase intermediária (10% a 30%), Apoio, fase final
(30% a 60%), Balanço para frente (50% a 80%) e Balanço, fase final (85% a 100%), dentro
destas fases foi identificado o tipo de ação em cada musculo, concêntrica, excêntrica ou
com uma finalidade associada, exemplo o musculo Glúteo médio e mínimo, que atuam
como base para estabilidade do
FIGURA 7 - Frequência, tipo de contração e localização dos eletrodos
Fonte: Frequência e contração Hamill (2012) e Localização dos eletrodos Autor

23. tronco. Após esta etapa, foi identificado a ação de cada atuador durante a marcha, sendo
deliberado o símbolo de raio quando um dos eletrodos está ativo e flecha com o F
(Simbolizando aplicação local de força) quando um dos atuadores mecânicos está em
utilização.
- ATUAÇÃO INTERCALADA
A adaptação do exosuit para a paraplegia, se baseou no entendimento da biomecânica da
marcha humana, avaliando estrutura óssea e muscular com o objetivo de identificar grupos
de atuação importantes para a caminhada. Para tanto identificou-se as fases de
deambulação e como o exosuit poderá auxiliar no movimento, a Figura 4 identifica quais são
as fases de movimento e como o exosuit deverá trabalhar em cada fase, auxiliando o
paciente a caminhar.
O exosuit deverá trabalhar de forma a mimetizar os padrões do ciclo de marcha, dessa
forma, cada unidade de atuadores deverá responder de acordo com o requisitado pelo
usuário. A estimulação pelos eletrodos (FES1
) deverá ocorrer durante praticamente todas as
fases de atuação, o MEFJ2
, por outro lado, deverá atuar somente durante a fase de apoio,
não oferecendo resistência durante a fase de balanço, este iniciado pelo MAGM3
(Figura 8).
Esta estratégia de auxílio mútuo pode facilitar no desenvolvimento de ações musculares,
diminuindo a demanda exigida de um musculo quando estimulado através de eletricidade.
Para tanto, foi desenvolvida uma metodologia de atuação híbrida, revezando entre FES e
EXO com o objetivo de possibilitar que o paciente utilize o dispositivo por um longo período.
O sistema pode balancear entre uma maior atuação do sistema de atuadores EXO em uma
determinada parte da marcha, enquanto diminui a aplicação do sistema de atuadores FES,
assim reciprocamente durante todo o ciclo. A Figura 8 apresenta uma exemplificação de
como pode ser definida esta atuação conjunta.
A metodologia prevê a utilização de cada atuador segmentada em três momento, 10%, 50%
e 100%, sendo que o atuador estará desempenhando níveis de força diferentes em cada
fase do ciclo de marcha. A atuação mínima de 10% deve ser seguida apenas nos atuadores
FES, com a finalidade de manter o musculo minimamente ativo em momentos que os
atuadores EXO agem sozinhos, permanecendo em repouso quando não possuem função na
1
Estimulação elétrica funcional
2
Método de estabilização da flexão do joelho.
3
Método de auxílio ao ganho metabólico.

24. marcha, dessa forma, quando atuante na marcha o musculo, mesmo que durante um ciclo
de repouso, o musculo receberá cerca de 10% do estimulo total, este estimulo considerando
já a dispersão de energia causada pela pele humana. Esta estratégia de atuação hibrida
ainda necessita ser testada em laboratório, visto que foi idealizada a partir de elucubrações
em cima de dados bibliográficos.
FIGURA 8 – Atuação conjunta
FONTE: Autor
4. CONCLUSÃO
Esta metodologia visa elucidar a possibilidade de aplicação do FES no Exosuit, promovendo
algumas alterações em prol da adaptação da estrutura para pacientes com paraplegia. A
metodologia também visa tornar o processo de desenvolvimento de exoesqueletos em uma
forma mais amigável ao usuário, trazendo insights de como mimetizar ações e controles a
partir da biomecânica e anatomia humana.
A partir dos resultados apresentados, ficou comprovada a possibilidade de aplicação da
técnica FES em auxilio a uma estrutura exoesqueleto para a deambulação de pacientes com
paraplegia, a partir da geração de movimentos a partir da contração muscular. A longo prazo
o sistema pode fornecer o fortalecimento muscular e melhoria cardiorrespiratória, além de
possibilitar melhorias psicológicas. O sistema hibrido de atuação conjunta pode melhorar a
capacidade de atuação do sistema, diminuindo a possibilidade de ocorrer fadiga muscular,
além de possibilitar que o usuário possa utilizar o sistema por um período maior.
Deve-se salientar que estes resultados apurados servem como uma forma de adaptar uma
estrutura já existente para pacientes com paraplegia e nunca requisitos para o
desenvolvimento direto. Dessa forma, como objetivo de identificar a possibilidade de

25. desenvolvimento de um traje que unisse o Fes ao exosuit, os resultados podem ser
qualificados como satisfatórios, sendo comprovado por meio de revisões bibliográficas a
possibilidade de desenvolvimento hibrido, ao mesmo tempo que se desenvolveu uma base
para a metodologia de aplicação da tecnologia, acelerando o processo de desenvolvimento
e validação das elucubrações obtidas acerca do tema.
5. DESDOBRAMENTOS FUTUROS
Com o objetivo de dar continuidade a este projeto em um futuro mestrado, se faz necessário
a utilização de uma metodologia ampla, que possibilite a sua aplicação futura, dessa forma,
a metodologia escolhida para direcionar este projeto é a de Stanford.
Sua divisão entre três tópicos principais auxilia nos planos futuros deste projeto, sendo este
segmentado também em 3 fases. Dessa forma, cada fase do projeto abordará uma etapa da
metodologia, sendo que a primeira fase do projeto (atual) aborda o processo de
identificação, previsto na metodologia de inovação, através da Investigação da aplicação do
FES em uma órtese mecânica esquelética. A segunda fase abordará o processo de
Invenção, através do processo de criação, validação e construção do exosuit, para isso esta
proposta será enviada à universidade Harvard para um futuro desenvolvimento. A terceira
fase abordará o processo de implementação do projeto, contemplando o desenvolvimento
da estratégia de mercado e a integração, através da captação de recursos.
Fases do projeto:
- Primeira fase: Investigação da aplicação do FES em um Exosuit;
- Segunda fase: Validação de estrutura e materiais, construção e validação do protótipo;
- Terceira fase: Captação de dados, desenvolvimento do tratamento que compõem a
estratégia de recuperação e validação por meio testes in vivo;
A escolha pela utilização de uma metodologia complexa pode ser sustentada através desta
divisão entre as fases do projeto, diminuindo a exigência das fases e auxiliando no ganho
em tempo de desenvolvimento. Para este trabalho de conclusão do curso será desenvolvida
apenas a primeira fase do projeto, reservando as demais para uma futura construção
durante um projeto de mestrado.
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