É o tipo de tecnologia que temos visto nos filmes ao longo dos anos: a fisiologia humana torna-se sobre-humana, com membros biônicos que utilizam inteligência artificial. Mas os desenvolvimentos na biomecatrônica significam que as próteses que em tempos pareciam pura ficção estão agora a ajudar pessoas amputadas a levar uma vida sem limitações. Richard Hirons, especialista em próteses clínicas da Össur, fala-nos de alguns dos mais recentes produtos biônicos desta empresa e de até onde a tecnologia nos pode levar no futuro.
A Össur é especialista em dispositivos protésicos externos de substituição dos membros inferiores e em órteses, tais como reforços e suportes. “Definimo-nos a nós próprios como fornecedores de equipamentos, mas também trabalhamos com estabelecimentos clínicos para aperfeiçoarmos os produtos”, explica Hirons. “As próteses são, em alguns aspectos, como sapatos grandes. E nem todos os sapatos conseguem fazer tudo. Trata-se de adaptá-los às diferentes necessidades”.
As próteses normais são dispositivos passivos que respondem aos movimentos do corpo. “Os outros músculos das pessoas amputadas têm de trabalhar arduamente”, prossegue Hirons. “Mas, se são os músculos que fornecem a força necessária para o movimento das articulações, então por que não recorremos a motores para gerar essa força, diminuindo assim a carga fisiológica sobre o utilizador? Mas as articulações têm de receber a energia na altura certa, com a velocidade certa, com a força certa e com a amplitude de movimento certa”.
INOVAÇÃO BIÔNICA – Durante a última década, o portfólio de investigação e desenvolvimento da Össur tem-se concentrado na aplicação de sistemas de engenharia ao campo da biologia, com o objectivo de desenvolver produtos que respondam de uma forma humana a fim de restaurar as funções anatômicas perdidas através da amputação. O resultado é a tecnologia biônica, uma inovadora gama de membros inferiores protésicos que combinam a inteligência artificial com a fisiologia humana.
Os produtos biônicos aliviam as pessoas amputadas ao calcularem a forma como os seus membros deveriam mover-se controlando os movimentos por eles. Permitem assim que as pessoas se concentrem na sua atividade, em vez de terem de pensar na forma como estão a caminhar.
Os dois produtos biónicos da Össur para os joelhos, o Rheo Knee (foto) e o Power Knee (no destaque), começaram por ser projetos de investigação externos, que a empresa depois chamou a si. Originariamente desenvolvido no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o Rheo Knee recorre à inteligência artificial, que inclui microprocessadores, para controlar os movimentos. Consegue assim restaurar a capacidade de andar ao “aprender” e adaptar-se ao modo de andar da pessoa amputada, à sua velocidade e ao tipo de terreno em questão.
“Para que um joelho funcione correctamente, é necessária a conjugação de dois factores: a velocidade certa e o nível de amortecimento certo, para garantir o abrandamento dos movimentos”, refere Hirons. “A velocidade do andar determina a carga e o amortecimento necessários. Pense nisto como uma caixa de velocidades automática: o joelho controla-se automaticamente a si próprio, pelo que o utilizador não tem de se preocupar com ele”.
FUNCIONAMENTO – Mas como é que o joelho sabe o que fazer? Hirons explica: “O Rheo Knee recorre a sensores e a algoritmos de computador para identificar a fase de marcha (oscilação ou paragem) em que o utilizador se encontra. Quando detecta a localização do joelho, aplica força ou amortecimento, consoante as necessidades. Com os joelhos passivos, apenas pode ser utilizada uma configuração de amortecimento, pelo que os joelhos biónicos são muito mais versáteis”.
O Power Knee é ainda mais fascinante: concebido para devolver a força dos músculos perdidos e conferir uma maior simetria de movimentos, permite aos utilizadores percorrerem distâncias maiores e adapta-se a vários tipos de terreno. “Tem um motor incorporado, que faz com que o joelho vá buscar a sua própria energia ao aplicar a extensão e a flexão activas”, esclarece Hirons. “Basicamente, o Power Knee possibilita ao utilizador fazer mais com o mesmo esforço, ou o mesmo com menos esforço”.
Tal como o Rheo Knee, também o Power Knee recorre a sensores e tem um microprocessador para “aprender” o modo de andar do utilizador, ajustando-se automaticamente com base na velocidade, no terreno e na amplitude da passada. Mas também tem um giroscópio, que actua como um sensor de movimento, pelo que sabe sempre onde se encontra a articulação no “espaço”, bem como o respectivo ângulo de inclinação.
COMBINAÇÃO DE TECNOLOGIAS – A tecnologia biónica da Össur não se limita aos joelhos: o Proprio Foot foi desenvolvido no seio da empresa, e Hirons esteve envolvido nos primeiros ensaios. “A tecnologia do Proprio Foot foi sem dúvida inovadora”, recorda. “As pessoas precisavam de ter melhores respostas em diferentes tipos de terreno. Mesmo uma inclinação numa estrada, a adaptação a novos sapatos ou andar descalço sem comprometer o alinhamento da prótese podem ser difíceis para um amputado.”
O Proprio Foot substitui o tornozelo e foi concebido para pessoas com amputações abaixo do joelho. Permite ao utilizador ajustar a altura do calcanhar e adaptar-se a diferentes tipos de terreno. Tal como o Power Knee, possui um giroscópio no interior, que localiza o pé no espaço, bem como um motor incorporado, que muda o ângulo do pé.
A Össur já combinou também a sua tecnologia de ponta para conceber a Symbionic Leg (foto abaixo), a primeira perna biônica completa alguma vez criada. Conjugando as vantagens do Rheo Knee com as do Proprio Foot, esta perna artificial consegue também levantar ativamente os dedos dos pés, para reduzir os tropeções, e protege os utilizadores contra eventuais quedas ao fornecer um apoio de paragem instantâneo. Todos estes dispositivos tornam a vida com um membro protésico muito mais fácil e permitem uma maior mobilidade aos seus utilizadores.
O FUTURO DA BIÔNICA – Conseguirá a tecnologia biônica levar os limites da ciência ainda mais além?
“Acredito que as melhorias na tecnologia dos sensores e o controle neural direto dos membros protésicos estarão entre os principais alvos da nossa atenção no futuro”, refere Hirons. “E a criação de músculos artificiais já está a ser explorada. Por outro lado, os produtos já existentes também podem ser aperfeiçoados: próteses com mais força, alternativas aos motores, redução do calor ou descoberta de fontes de energia alternativas. Atualmente, os utilizadores recarregam os seus membros durante a noite, como fazem com os seus telemóveis”.
“O caminho a seguir no futuro é descobrir formas de melhorar os mecanismos de controlo para produtos como a nossa Symbionic Leg”, conclui Hirons. “Atualmente, estamos a tentar adivinhar o melhor que podemos aquilo que o utilizador está a fazer e quer fazer, mas o controlo neural direto permitir-nos-ia deixar de tentar adivinhar”.
E os membros biônicos controlados automaticamente pelos nossos nervos, algo que parece fazer parte de um futuro distante, podem estar para breve: o Professor Gordon Blunn, de quem falamos em agosto, tem uma patente pendente para a sua tecnologia que combina o controlo neural com a tecnologia ITAP. Por isso, não perca de vista os nossos próximos artigos.
Fonte: Medtronic EUreka
Passo Firme – 26/08/2013
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