A mão humana é uma estrutura anatómica altamente complexa, com mais de 30 músculos, 27 ossos e milhares de terminações nervosas que, em conjunto, proporcionam uma notável destreza e precisão. A sua versatilidade torna-a central para a independência e a vida diária, mas esta mesma complexidade também a torna vulnerável a lesões, dores, tremores e doenças. Estudos indicam que mais de 13% dos adultos mais velhos apresentam dor ou incapacidade nas mãos. As principais causas destas limitações na função da mão incluem doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson ou a esclerose lateral amiotrófica, condições neurológicas, como o acidente vascular cerebral e a lesão da medula espinhal e doenças autoimunes, como a síndrome de Guillain-Barré e a esclerose múltipla. Além disso, condições associadas à idade, como a sarcopenia, que provoca perda de massa e força muscular, e a osteoartrite, que compromete as articulações e causa dor, enfraquecem gradualmente a força da mão; enquanto lesões traumáticas, como fraturas ou danos nos nervos periféricos, podem levar a uma perda súbita e permanente da sua função. Estas diferentes causas evidenciam não apenas a carga clínica das limitações da função da mão, mas também a necessidade urgente de soluções terapêuticas inovadoras e eficazes que promovam a recuperação da mobilidade e a melhoria da qualidade de vida.

Início / Publicações / Publicação

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Luva de exoesqueleto wearable
Imagem reproduzida da notícia.

Tipo de publicação: Resumo do Artigo
Título original: A Pilot Study of an Innovative Hand Exoskeleton: Nuada Glove
Data da publicação do artigo: Outubro de 2023
Fonte: Cureus
Autores: Rui Santos, Rodrigo Correia, Yuriy Mazin, Hugo Andrade & Filipe Quinaz

Qual é o objetivo, público-alvo e áreas da saúde digital em que se enquadra?
     O objetivo do estudo foi avaliar a eficiência, a usabilidade e o impacto clínico da Nuada Glove, um novo dispositivo robótico wearable projetado para ajudar indivíduos com limitações na função da mão. O público-alvo inclui pacientes com estas limitações resultantes de doenças neurológicas ou musculoesqueléticas, profissionais de saúde nas áreas de reabilitação e terapia ocupacional, bem como investigadores e desenvolvedores nas áreas da saúde digital, robótica e tecnologias de apoio. O estudo insere-se no domínio da saúde digital, com foco nas tecnologias de reabilitação, robótica, exoesqueletos wearables e interfaces homem–máquina.

Qual é o contexto?
     A mão humana é uma estrutura anatómica altamente complexa, com mais de 30 músculos, 27 ossos e milhares de terminações nervosas que, em conjunto, proporcionam uma notável destreza e precisão. A sua versatilidade torna-a central para a independência e a vida diária, mas esta mesma complexidade também a torna vulnerável a lesões, dores, tremores e doenças. Estudos indicam que mais de 13% dos adultos mais velhos apresentam dor ou incapacidade nas mãos. As principais causas destas limitações na função da mão incluem doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson ou a esclerose lateral amiotrófica, condições neurológicas, como o acidente vascular cerebral e a lesão da medula espinhal e doenças autoimunes, como a síndrome de Guillain-Barré e a esclerose múltipla. Além disso, condições associadas à idade, como a sarcopenia, que provoca perda de massa e força muscular, e a osteoartrite, que compromete as articulações e causa dor, enfraquecem gradualmente a força da mão; enquanto lesões traumáticas, como fraturas ou danos nos nervos periféricos, podem levar a uma perda súbita e permanente da sua função. Estas diferentes causas evidenciam não apenas a carga clínica das limitações da função da mão, mas também a necessidade urgente de soluções terapêuticas inovadoras e eficazes que promovam a recuperação da mobilidade e a melhoria da qualidade de vida.

Quais são as abordagens atuais?
     As abordagens tradicionais para o tratamento da perda de mobilidade nas mãos incluem fisioterapia e terapia ocupacional, gestão farmacológica, utilização de talas ou próteses e, em casos graves, intervenção cirúrgica. Mais recentemente, as luvas de exoesqueleto surgiram como uma alternativa promissora. Estes dispositivos podem ser classificados em quatro categorias: exoesqueletos de apoio, que compensam funções comprometidas; sistemas de reabilitação, que visam restaurar as capacidades perdidas; dispositivos de amplificação funcional, que melhoram as capacidades normais; e sistemas hápticos, que simulam o sentido do tato e são frequentemente usados para realidade virtual.

     Apesar do seu potencial, as soluções atuais enfrentam limitações técnicas e práticas significativas. Os exoesqueletos ativos dependem de motores para gerar força, o que os torna pesados e os restringe a uma gama limitada de ações. Os dispositivos passivos, embora leves e simples, são normalmente concebidos para tarefas muito específicas e, por conseguinte, carecem de adaptabilidade. Como resultado, muitos destes sistemas permanecem confinados a ambientes de investigação, por não serem suficientemente intuitivos, por apresentarem dificuldades de adoção pelos doentes ou por não se integrarem nos fluxos de trabalho da reabilitação. Importa salientar que os pacientes tendem a valorizar sobretudo a facilidade de utilização e o conforto acima do desempenho técnico.

Em que consiste a inovação? Como é que é avaliado o impacto deste estudo?
     Centrada em indivíduos com limitações na movimentação das mãos, a inovação da Luva Nuada, um exoesqueleto robótico wearable, reside no seu design híbrido, que combina a leveza e a usabilidade de dispositivos passivos com a força funcional dos sistemas ativos. Para apoiar a recuperação da capacidade de segurar objetos, o sistema integra um mecanismo de bloqueio mecânico que fixa individualmente cada dedo, sustentando o peso do objeto e permitindo ao utilizador relaxar a mão. Desta forma, garante-se uma fixação estável e sem esforço, independentemente do tamanho ou da forma do objeto.

     O sistema eletromecânico da luva inclui um componente têxtil com aberturas para os dedos e palmas das mãos que facilitam a colocação mesmo para indivíduos com limitações graves, estruturas mecânicas nos dedos ligadas por tendões artificiais, um mecanismo de bloqueio montado no antebraço e um módulo de controlo eletrónico controlado através de um smartwatch.

     No seu estado inativo, a luva permite o movimento natural dos dedos. Quando ativada, o fecho dos dedos faz deslizar os tendões para dentro do mecanismo de bloqueio, impedindo a sua reabertura e permitindo manter a pressão sem esforço muscular. Este design assegura a eficiência energética, permitindo um dia inteiro de uso contínuo, garante segurança ao evitar a aplicação de força excessiva que possa esmagar objetos e oferece facilidade de utilização, uma vez que a transição entre os estados ativo e inativo é controlada com um simples toque no smartwatch.

     Foram recrutados 63 pacientes com limitações na movimentação da mão, com idades compreendidas entre os 24 e os 84 anos, no North Rehabilitation Center e no São Pedro Continuum Care and Rehabilitation Unit. Estes pacientes apresentavam patologias neurológicas e musculoesqueléticas. Sem experiência prévia com a Luva Nuada, todos foram convidados a completar seis tarefas de agarrar objetos simulando atividades diárias: três de força (segurar um copo, uma bola e levantar um saco de 5 kg) e três de precisão (pressionar um botão, desenhar com uma caneta e segurar uma folha de papel). Cada tarefa foi repetida cinco vezes, primeiro sem a luva e depois com ela, após uma explicação de 15 minutos sobre o funcionamento do sistema.

     O impacto foi avaliado através de uma escala de desempenho de 1 a 5, onde 1 indicava incapacidade de executar a tarefa e 5 indicava realização completa (segurar por pelo menos um minuto ou concluir todas as tarefas). A melhoria foi definida como um aumento de pelo menos um ponto com a luva em comparação com a ausência dela. Os avaliadores também analisaram aspetos qualitativos, como usabilidade e segurança, com especial atenção a potenciais eventos adversos ou falhas da luva.

Quais são os principais resultados? Qual é o futuro desta abordagem?
     Entre os participantes incluídos na avaliação, 98% apresentaram melhoria em pelo menos um exercício realizado com a luva, sendo que apenas um doente não beneficiou devido a edema grave. As melhorias variaram de acordo com o tipo de tarefa: levantar um saco de 5 kg teve a maior taxa de sucesso, com 92% dos pacientes a melhorar, seguido de segurar um copo (81%), segurar uma bola (78%), desenhar com uma caneta (71%), pressionar um botão (63%) e segurar uma folha de papel (58%). Estes resultados indicam que a luva é especialmente eficaz em tarefas de força, enquanto para as tarefas de precisão é necessário melhorias funcionais ou formação adicional em funcionalidades avançadas. A luva revelou-se de fácil utilização e, após breves instruções, permitiu que os participantes realizassem tarefas de agarrar anteriormente impossíveis, sem que fossem identificados incidentes ou riscos.

     No futuro, será necessário refinar os critérios de seleção dos pacientes, tendo em conta fatores como a compatibilidade entre o tamanho da mão e da luva, de modo a maximizar o benefício clínico. O treino deverá ser ajustado a cada utilizador até que este se sinta confiante, podendo as instruções verbais da equipa clínica potenciar ainda mais os resultados. Serão necessários ensaios específicos para diferentes patologias, uma vez que o número reduzido de participantes em cada grupo clínico limitou as análises diferenciais neste estudo. A expansão dos ensaios a contextos reais será essencial para avaliar a adoção a longo prazo, a segurança e o impacto na autonomia e qualidade de vida. Se validada em estudos de utilização contínua, esta luva exoesquelética poderá tornar-se uma tecnologia de apoio e de reabilitação de referência.

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Data da publicação do artigo: Outubro de 2023
Fonte: Cureus
Autores: Rui Santos, Rodrigo Correia, Yuriy Mazin, Hugo Andrade & Filipe Quinaz

Qual é o objetivo, público-alvo e áreas da saúde digital em que se enquadra?
     O objetivo do estudo foi avaliar a eficiência, a usabilidade e o impacto clínico da Nuada Glove, um novo dispositivo robótico wearable projetado para ajudar indivíduos com limitações na função da mão. O público-alvo inclui pacientes com estas limitações resultantes de doenças neurológicas ou musculoesqueléticas, profissionais de saúde nas áreas de reabilitação e terapia ocupacional, bem como investigadores e desenvolvedores nas áreas da saúde digital, robótica e tecnologias de apoio. O estudo insere-se no domínio da saúde digital, com foco nas tecnologias de reabilitação, robótica, exoesqueletos wearables e interfaces homem–máquina.

Qual é o contexto?
     A mão humana é uma estrutura anatómica altamente complexa, com mais de 30 músculos, 27 ossos e milhares de terminações nervosas que, em conjunto, proporcionam uma notável destreza e precisão. A sua versatilidade torna-a central para a independência e a vida diária, mas esta mesma complexidade também a torna vulnerável a lesões, dores, tremores e doenças. Estudos indicam que mais de 13% dos adultos mais velhos apresentam dor ou incapacidade nas mãos. As principais causas destas limitações na função da mão incluem doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson ou a esclerose lateral amiotrófica, condições neurológicas, como o acidente vascular cerebral e a lesão da medula espinhal e doenças autoimunes, como a síndrome de Guillain-Barré e a esclerose múltipla. Além disso, condições associadas à idade, como a sarcopenia, que provoca perda de massa e força muscular, e a osteoartrite, que compromete as articulações e causa dor, enfraquecem gradualmente a força da mão; enquanto lesões traumáticas, como fraturas ou danos nos nervos periféricos, podem levar a uma perda súbita e permanente da sua função. Estas diferentes causas evidenciam não apenas a carga clínica das limitações da função da mão, mas também a necessidade urgente de soluções terapêuticas inovadoras e eficazes que promovam a recuperação da mobilidade e a melhoria da qualidade de vida.

Quais são as abordagens atuais?
     As abordagens tradicionais para o tratamento da perda de mobilidade nas mãos incluem fisioterapia e terapia ocupacional, gestão farmacológica, utilização de talas ou próteses e, em casos graves, intervenção cirúrgica. Mais recentemente, as luvas de exoesqueleto surgiram como uma alternativa promissora. Estes dispositivos podem ser classificados em quatro categorias: exoesqueletos de apoio, que compensam funções comprometidas; sistemas de reabilitação, que visam restaurar as capacidades perdidas; dispositivos de amplificação funcional, que melhoram as capacidades normais; e sistemas hápticos, que simulam o sentido do tato e são frequentemente usados para realidade virtual.

     Apesar do seu potencial, as soluções atuais enfrentam limitações técnicas e práticas significativas. Os exoesqueletos ativos dependem de motores para gerar força, o que os torna pesados e os restringe a uma gama limitada de ações. Os dispositivos passivos, embora leves e simples, são normalmente concebidos para tarefas muito específicas e, por conseguinte, carecem de adaptabilidade. Como resultado, muitos destes sistemas permanecem confinados a ambientes de investigação, por não serem suficientemente intuitivos, por apresentarem dificuldades de adoção pelos doentes ou por não se integrarem nos fluxos de trabalho da reabilitação. Importa salientar que os pacientes tendem a valorizar sobretudo a facilidade de utilização e o conforto acima do desempenho técnico.

Em que consiste a inovação? Como é que é avaliado o impacto deste estudo?
     Centrada em indivíduos com limitações na movimentação das mãos, a inovação da Luva Nuada, um exoesqueleto robótico wearable, reside no seu design híbrido, que combina a leveza e a usabilidade de dispositivos passivos com a força funcional dos sistemas ativos. Para apoiar a recuperação da capacidade de segurar objetos, o sistema integra um mecanismo de bloqueio mecânico que fixa individualmente cada dedo, sustentando o peso do objeto e permitindo ao utilizador relaxar a mão. Desta forma, garante-se uma fixação estável e sem esforço, independentemente do tamanho ou da forma do objeto.

     O sistema eletromecânico da luva inclui um componente têxtil com aberturas para os dedos e palmas das mãos que facilitam a colocação mesmo para indivíduos com limitações graves, estruturas mecânicas nos dedos ligadas por tendões artificiais, um mecanismo de bloqueio montado no antebraço e um módulo de controlo eletrónico controlado através de um smartwatch.

     No seu estado inativo, a luva permite o movimento natural dos dedos. Quando ativada, o fecho dos dedos faz deslizar os tendões para dentro do mecanismo de bloqueio, impedindo a sua reabertura e permitindo manter a pressão sem esforço muscular. Este design assegura a eficiência energética, permitindo um dia inteiro de uso contínuo, garante segurança ao evitar a aplicação de força excessiva que possa esmagar objetos e oferece facilidade de utilização, uma vez que a transição entre os estados ativo e inativo é controlada com um simples toque no smartwatch.

     Foram recrutados 63 pacientes com limitações na movimentação da mão, com idades compreendidas entre os 24 e os 84 anos, no North Rehabilitation Center e no São Pedro Continuum Care and Rehabilitation Unit. Estes pacientes apresentavam patologias neurológicas e musculoesqueléticas. Sem experiência prévia com a Luva Nuada, todos foram convidados a completar seis tarefas de agarrar objetos simulando atividades diárias: três de força (segurar um copo, uma bola e levantar um saco de 5 kg) e três de precisão (pressionar um botão, desenhar com uma caneta e segurar uma folha de papel). Cada tarefa foi repetida cinco vezes, primeiro sem a luva e depois com ela, após uma explicação de 15 minutos sobre o funcionamento do sistema.

     O impacto foi avaliado através de uma escala de desempenho de 1 a 5, onde 1 indicava incapacidade de executar a tarefa e 5 indicava realização completa (segurar por pelo menos um minuto ou concluir todas as tarefas). A melhoria foi definida como um aumento de pelo menos um ponto com a luva em comparação com a ausência dela. Os avaliadores também analisaram aspetos qualitativos, como usabilidade e segurança, com especial atenção a potenciais eventos adversos ou falhas da luva.

Quais são os principais resultados? Qual é o futuro desta abordagem?
     Entre os participantes incluídos na avaliação, 98% apresentaram melhoria em pelo menos um exercício realizado com a luva, sendo que apenas um doente não beneficiou devido a edema grave. As melhorias variaram de acordo com o tipo de tarefa: levantar um saco de 5 kg teve a maior taxa de sucesso, com 92% dos pacientes a melhorar, seguido de segurar um copo (81%), segurar uma bola (78%), desenhar com uma caneta (71%), pressionar um botão (63%) e segurar uma folha de papel (58%). Estes resultados indicam que a luva é especialmente eficaz em tarefas de força, enquanto para as tarefas de precisão é necessário melhorias funcionais ou formação adicional em funcionalidades avançadas. A luva revelou-se de fácil utilização e, após breves instruções, permitiu que os participantes realizassem tarefas de agarrar anteriormente impossíveis, sem que fossem identificados incidentes ou riscos.

     No futuro, será necessário refinar os critérios de seleção dos pacientes, tendo em conta fatores como a compatibilidade entre o tamanho da mão e da luva, de modo a maximizar o benefício clínico. O treino deverá ser ajustado a cada utilizador até que este se sinta confiante, podendo as instruções verbais da equipa clínica potenciar ainda mais os resultados. Serão necessários ensaios específicos para diferentes patologias, uma vez que o número reduzido de participantes em cada grupo clínico limitou as análises diferenciais neste estudo. A expansão dos ensaios a contextos reais será essencial para avaliar a adoção a longo prazo, a segurança e o impacto na autonomia e qualidade de vida. Se validada em estudos de utilização contínua, esta luva exoesquelética poderá tornar-se uma tecnologia de apoio e de reabilitação de referência.

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