Previsão de trajetória para controle ativo de vibrações em órteses para supressão de tremores patológicos no segmento mão-braço

Abstract

Tremores patológicos, caracterizados por movimentos rítmicos e involuntários, são sintomas de algumas doenças neuromotoras, e podem provocar danos à saúde física e mental de pessoas por elas afetadas. Dentre as abordagens disponíveis para promover o bem-estar e qualidade de vida dessas populações, este trabalho propõe o uso de sistemas mecânicos com controle ativo de vibrações para supressão desses tremores. Para tanto, utilizou-se o método WFLC, que pondera pesos e frequências harmônicas adaptativos para séries de Fourier em tempo real. Foram analisados 30 sujeitos de uma base de dados com tremores dos tipos parkinsoniano, essencial, distônico e funcional. Os resultados para a comparação entre os tremores medidos e os tremores estimados pelo método WFLC apresentaram média dos erros quadráticos médios de 0,72%, com desvio padrão médio de ±0,86%. O método apresentou elevada capacidade de supressão de tremores distônico e funcional, com supressão moderada de tremor essencial e baixa supressão de tremor parkinsoniano. O estudo apresenta evidências promissoras para o uso de órteses com controle ativo de vibrações para a supressão de tremores, devendo-se realizar futuramente estudos experimentais para validação do método adotado, seu modelo matemático, sua aplicabilidade e eficácia para diferentes quadros clínicos.

Pathological tremors, characterized by rhythmic and involuntary movements, are symptoms of some neuromotor diseases and can cause physical and mental health damage to those affected. Among the available approaches to promote well-being and quality of life for these populations, this work proposes the use of mechanical systems with active vibration control to suppress these tremors. To do so, the WFLC method was used, which weighs adaptive harmonic weights and frequencies for real-time Fourier series. Thirty subjects with Parkinsonian, essential, dystonic, and functional tremors were analyzed from a database. The results for the comparison between the measured and estimated tremors by the WFLC method showed a mean of mean squared errors of 0.72%, with a mean standard deviation of ±0.86%. The method showed high capacity for suppression of dystonic and functional tremors, with moderate suppression of essential tremors and low suppression of Parkinsonian tremors. The study presents promising evidence for the use of orthoses with active vibration control for tremor suppression, and experimental studies should be conducted in the future to validate the adopted method, its mathematical model, applicability, and efficacy for different clinical conditions.