Desenvolvimento de um sistema de biofeedback integrado utilizando realidade virtual e estímulos vibrotáteis para a reabilitação de membros inferiores
| Ano de defesa: | 2019 |
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Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
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Resumo: | Nós reportamos o desenvolvimento de um Biofeedback Integrado para a reabilitação de Amputados Transfemorais durante a fase de treinamento Preprotético. O objetivo por trás do desenvolvimento desse sistema é que este funcione como uma ferramenta de reabilitação, proporcionando pessoas com amputação uma alternativa para contornar a falta de feedback sensorial no membro perdido, uma das principais causas de abandono de próteses no longo- prazo. O sistema funciona utilizando a técnica de Eletromiografia para registrar a atividade muscular responsável por controlar os movimentos de uma perna protética em Realidade Virtual e uma matriz de atuadores vibrotáteis nas costas do Usuário. Nesse trabalho, também foi realizado um estudo aplicando esse sistema de Biofeedback em uma população de indivíduos saudáveis, em um conjunto de tarefas de representação especial, simulando as condições esperadas em Amputados Transfemorais. Nele os usuários realizaram as tarefas utilizando somente o feedback visual, somente o feedback vibrotátil, e ambos combinados. Nosso objetivo foi testar se esses indivíduos são capazes de associar o feedback vibrotátil aos movimentos da prótese virtual e se essa associação de feedbacks seria melhor do que alguma das modalidades sozinha nas tarefas propostas. Nossos resultados indicam que a combinação de ambas modalidades de feedback proporcionaram uma melhor alternativa para a localização durante as tarefas espaciais, com todos os usuários desempenhando de maneira satisfatória e significativamente mais rápida a medida que a aumentou-se a dificuldade das tarefas entre os dois primeiros níveis. O terceiro nível se mostrou igualmente mais dificil em todos os casos, resultando em uma queda sistemática de desempenho. Ao final, o sistema desenvolvido mostrou-se satisfatório dentro das propostas desse trabalho, e segue em fase de aplicação em uma população de indivíduos com amputação transfemoral. Palavras-chave: Biofeedback, Eletromiografia, Reabilitação de Membros Inferiores, Amputação Transfemoral, Feedback Crossmodal. |
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Mestradohttp://lattes.cnpq.br/7024428296425939http://lattes.cnpq.br/9867636928092492Moreira, Joao Vitor Da Silva [UNIFESP]http://lattes.cnpq.br/5279762815832339Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)Cavalheiro, Esper Abrao [UNIFESP]Faber, Jean [UNIFESP]2021-01-19T16:37:05Z2021-01-19T16:37:05Z2019-11-28Nós reportamos o desenvolvimento de um Biofeedback Integrado para a reabilitação de Amputados Transfemorais durante a fase de treinamento Preprotético. O objetivo por trás do desenvolvimento desse sistema é que este funcione como uma ferramenta de reabilitação, proporcionando pessoas com amputação uma alternativa para contornar a falta de feedback sensorial no membro perdido, uma das principais causas de abandono de próteses no longo- prazo. O sistema funciona utilizando a técnica de Eletromiografia para registrar a atividade muscular responsável por controlar os movimentos de uma perna protética em Realidade Virtual e uma matriz de atuadores vibrotáteis nas costas do Usuário. Nesse trabalho, também foi realizado um estudo aplicando esse sistema de Biofeedback em uma população de indivíduos saudáveis, em um conjunto de tarefas de representação especial, simulando as condições esperadas em Amputados Transfemorais. Nele os usuários realizaram as tarefas utilizando somente o feedback visual, somente o feedback vibrotátil, e ambos combinados. Nosso objetivo foi testar se esses indivíduos são capazes de associar o feedback vibrotátil aos movimentos da prótese virtual e se essa associação de feedbacks seria melhor do que alguma das modalidades sozinha nas tarefas propostas. Nossos resultados indicam que a combinação de ambas modalidades de feedback proporcionaram uma melhor alternativa para a localização durante as tarefas espaciais, com todos os usuários desempenhando de maneira satisfatória e significativamente mais rápida a medida que a aumentou-se a dificuldade das tarefas entre os dois primeiros níveis. O terceiro nível se mostrou igualmente mais dificil em todos os casos, resultando em uma queda sistemática de desempenho. Ao final, o sistema desenvolvido mostrou-se satisfatório dentro das propostas desse trabalho, e segue em fase de aplicação em uma população de indivíduos com amputação transfemoral. Palavras-chave: Biofeedback, Eletromiografia, Reabilitação de Membros Inferiores, Amputação Transfemoral, Feedback Crossmodal.We report the development of an Integrated Biofeedback system for the rehabilitation of Transfemural Amputees during the phase of Preprosthetic training. Our main objective developing this systema is to apply it as a rehabilitation tool, providing amputee people with an alternative to bypass the lack of sensorial information in the lost limb, one of the main causes of long-term prosthetic abandonment. The system works using the Electromyography technique to estimate the levels of muscle contraction in order to control the movements of a prosthetic leg in Virtual Reality and a matrix of vibrotactile actuators in the back of the user. In this study, we also applied this Biofeedback system on a population of healthy subjects, in a set of spatial representation tasks, mimicking the conditions expected in Transfemural Amputees. Users performed the tasks using visual feedback only, vibrotactile feedback only, and both combined. Our goal was to test if these subjects can associate the vibrotactile feedback with the movements of the virtual leg, and if that association was better than any of the feedback modalities alone in the proposed tasks. Our results show that the combination of both feedback modalities provided a better framework for spatial localization during the tasks, with all users performing satisfactorily and significantly faster as difficulty increased in the first two levels. The third level was equally more difficult for all feedback scenarios, resulting in a sistematic performance drop. In the end, the developed system fulfilled the expectations for this project, and is currently being applied in a population of people with transfemural amputation.Dados abertos - Sucupira - Teses e dissertações (2019)56 f.https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=8001468MOREIRA, João Vitor da Silva. Desenvolvimento de um sistema de Biofeedback Integrado utilizando Realidade Virtual e estímulos Vibrotáteis para a Reabilitação de Membros Inferiores. 2019. 56f. Dissertação (Mestrado em Neurologia e Neurociências) – Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo. São Paulo, 2019.João Vitor da Silva Moreira-A.pdfhttps://repositorio.unifesp.br/handle/11600/59909ark:/48912/001300001x49sporUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP)info:eu-repo/semantics/openAccessBiofeedbackEletromiografiaReabilitação De Membros InferioresAmputação TransfemoralFeedback CrossmodalBiofeedbackElectromyographyLower Limb RehabilitationTransfemural AmputationCrossmodal FeedbackDesenvolvimento de um sistema de biofeedback integrado utilizando realidade virtual e estímulos vibrotáteis para a reabilitação de membros inferioresDevelopment of an Integrated Biofeedback system using Virtual Reality and Vibrotactile stimuli for Lower Limb Rehabilitationinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionreponame:Repositório Institucional da UNIFESPinstname:Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)instacron:UNIFESPSão Paulo, Escola Paulista de MedicinaNeurologia - NeurociênciasNeurocienciaNeurociência TranslacionalORIGINALJoão Vitor da Silva Moreira-A.pdfapplication/pdf1490400https://repositorio.unifesp.br/bitstreams/afb283d6-e529-437e-a0d4-65475ac61356/downloadb8b283a69f2adc16eb97e8df46ab5f55MD51TEXTJoão Vitor da Silva Moreira-A.pdf.txtJoão Vitor da Silva Moreira-A.pdf.txtExtracted texttext/plain103129https://repositorio.unifesp.br/bitstreams/eabb2799-3f2f-41ff-b496-a7b426f48376/download2644a8916dd3e327f897e5078654b761MD52THUMBNAILJoão Vitor da Silva Moreira-A.pdf.jpgJoão Vitor da Silva Moreira-A.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2406https://repositorio.unifesp.br/bitstreams/efb7bb19-3bb5-4d3a-bdaa-ccb89f01ce3c/download4b40fa1bc30f39e12a7510d3cc1a3663MD5311600/599092024-08-05 19:25:09.68oai:repositorio.unifesp.br:11600/59909https://repositorio.unifesp.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.unifesp.br/oai/requestbiblioteca.csp@unifesp.bropendoar:34652024-08-05T19:25:09Repositório Institucional da UNIFESP - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)false |
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Desenvolvimento de um sistema de biofeedback integrado utilizando realidade virtual e estímulos vibrotáteis para a reabilitação de membros inferiores Moreira, Joao Vitor Da Silva [UNIFESP] Biofeedback Eletromiografia Reabilitação De Membros Inferiores Amputação Transfemoral Feedback Crossmodal Biofeedback Electromyography Lower Limb Rehabilitation Transfemural Amputation Crossmodal Feedback |
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Nós reportamos o desenvolvimento de um Biofeedback Integrado para a reabilitação de Amputados Transfemorais durante a fase de treinamento Preprotético. O objetivo por trás do desenvolvimento desse sistema é que este funcione como uma ferramenta de reabilitação, proporcionando pessoas com amputação uma alternativa para contornar a falta de feedback sensorial no membro perdido, uma das principais causas de abandono de próteses no longo- prazo. O sistema funciona utilizando a técnica de Eletromiografia para registrar a atividade muscular responsável por controlar os movimentos de uma perna protética em Realidade Virtual e uma matriz de atuadores vibrotáteis nas costas do Usuário. Nesse trabalho, também foi realizado um estudo aplicando esse sistema de Biofeedback em uma população de indivíduos saudáveis, em um conjunto de tarefas de representação especial, simulando as condições esperadas em Amputados Transfemorais. Nele os usuários realizaram as tarefas utilizando somente o feedback visual, somente o feedback vibrotátil, e ambos combinados. Nosso objetivo foi testar se esses indivíduos são capazes de associar o feedback vibrotátil aos movimentos da prótese virtual e se essa associação de feedbacks seria melhor do que alguma das modalidades sozinha nas tarefas propostas. Nossos resultados indicam que a combinação de ambas modalidades de feedback proporcionaram uma melhor alternativa para a localização durante as tarefas espaciais, com todos os usuários desempenhando de maneira satisfatória e significativamente mais rápida a medida que a aumentou-se a dificuldade das tarefas entre os dois primeiros níveis. O terceiro nível se mostrou igualmente mais dificil em todos os casos, resultando em uma queda sistemática de desempenho. Ao final, o sistema desenvolvido mostrou-se satisfatório dentro das propostas desse trabalho, e segue em fase de aplicação em uma população de indivíduos com amputação transfemoral. Palavras-chave: Biofeedback, Eletromiografia, Reabilitação de Membros Inferiores, Amputação Transfemoral, Feedback Crossmodal. |
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