Dispositivo para reabilitação individual de dedo da mão

Authors

  • Bruno Rodrigues de Oliveira

    Instituto Federal do Triângulo Mineiro

    Author

  • Gabriel Percival Stoppa

    Universidade Federal de Catalão

    Author

  • Marcelo Henrique Stoppa

    Universidade Federal de Catalão, Instituto de Matemática e Tecnologia.

    https://orcid.org/0000-0002-0697-9809

    Author

DOI:
https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i5.46999
Keywords:
Dedos, Reabilitação, Tecnologia assistiva
Abstract

Este estudo propõe um dispositivo de baixo custo para reabilitação dos dedos que facilita movimentos de flexão/extensão, respeitando os limites fisiológicos de cada articulação. O modelo utiliza um sistema de atuadores lineares para mover as falanges do dedo indicador, imitando a flexão natural. O estudo apresenta a modelagem para determinar a trajetória do dedo indicador durante a flexão, considerando ângulos das articulações e dimensões das falanges. Essa modelagem levou ao desenvolvimento de um protótipo 3D usando software livre, garantindo que as dimensões e o movimento do mecanismo respeitem as características anatômicas do dedo. Os resultados demonstram que o protótipo alcança os limites de espaço de trabalho do dedo indicador, realizando movimentos de flexão controlados e precisos. O estudo também comprova a viabilidade da construção do dispositivo por meio da impressão 3D e testes preliminares. Estudos futuros incluem o desenvolvimento de um sistema de controle do mecanismo, um sistema de segurança para o paciente com uma interface para programar repetições de movimento e força aplicada, e a expansão da funcionalidade para incluir outros movimentos, como adução/abdução da articulação metacarpofalangeana e movimentos do polegar. Este dispositivo se apresenta como ferramenta de reabilitação dos dedos, proporcionando movimentos de flexão controlados e seguros.

Author Biographies
  1. Bruno Rodrigues de Oliveira, Instituto Federal do Triângulo Mineiro

    Possui graduação em Engenharia de Controle e Automação pela Faculdade Politécnica de Uberlândia (2007), especialização em Segurança da Informação pela Universidade Federal de Goiás (2011) e Mestrado em Modelagem e Otimização do Departamento de Matemática Industrial da Universidade Federal de Goiás (2016). Atualmente é Professor do Ensino Básico Técnico e Tecnológico do Instituto Federal do Triângulo Mineiro - Campus Avançado Uberaba Parque Tecnológico. Tem experiência na área de Robótica, Mecatrônica e Automação, com ênfase em Robótica, Mecatrônica e Automação, atuando principalmente nos seguintes temas: acionamentos elétricos, refrigeração, programação e manutenção de CLP's, detecção e alarme e automação de processos.

  2. Gabriel Percival Stoppa, Universidade Federal de Catalão

    Tem experiência em Robótica, Mecatrônica, Automação, Modelagem, Impressão 3D e Pesquisa Operacional

  3. Marcelo Henrique Stoppa, Universidade Federal de Catalão, Instituto de Matemática e Tecnologia.

    Possui graduação em Licenciatura Plena em Matemática pela Universidade Federal de Goiás (1991) e Engenharia Mecatrônica pela Universidade Federal de Catalão (2024), mestrado em Matemática Pura pela Universidade Federal de Goiás (1996), doutorado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Uberlândia (2003) e Pós-Doutorado em Mecatrônica também pela Universidade Federal de Uberlândia (2015). É professor Titular da Universidade Federal de Catalão - UFCAT (criada a partir da Universidade Federal de Goiás - UFG) desde 1993. Tem experiência em áreas de Engenharias Mecânica e Mecatrônica, com ênfase em Matemática Aplicada, Vibrações de Sistemas Mecânicos, Gestão da Inovação, Robótica, Automação, Controle e Máquinas Móveis e Tecnologia Assistiva, em especial, próteses biônicas de mão. Faz parte do corpo docente do Mestrado Acadêmico em Modelagem e Otimização (PPGMO-UFCAT).

References

Couto, H. D. A. (1995). Ergonomia aplicada ao trabalho: o manual técnico da máquina humana. Belo Horizonte: Ergo, 1, 353.

Cutkosky, M. R. (1989). On grasp choice, grasp models, and the design of hands for manufacturing tasks. Robotics and Automation, IEEE Transactions on, 5(3), 269-279.

Dellon, B. & Matsuoka, Y. (2007). Prosthetics, exoskeletons, and rehabilitation. IEEE Robotics and Automation magazine, Citeseer, 14(1), 30.

Engelberg, A. M. A. (1990). Guides to the evaluation of permanent impairment. American Medical Association Press.

Freivalds, A. (2011). Biomechanics of the upper limbs: mechanics. Modeling and musculoskeletal injuries. CRC Press.

Gaspar, H. M. da S. (2010). Estudo da Biomecânica da Mão por aplicação do Método dos Elementos Finitos. Tese (Doutorado) - Universidade do Porto.

Graaff, K. V. D., (1991). Human Anatomy. McGraw-Hill Higher Education. ISBN 9780697078964.

Hall, S. J. (2000). Biomecânica básica. [S.l.]: Grupo Gen-Guanabara Koogan, 2000.

Heo, P., et al. (2011). Current hand exoskeleton technologies for rehabilitation and assistive engineering. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 13(5), 807-824.

Kapandji, A. (2002). Fisiologia articular: esquemas comentados de mecânica humana. ISBN 9788530300425.

Levangie, P. & Norkin, C. (2005). Joint structure and function. a comprehensive analysis. FA Davis Co.

Moraes, A. D. & Mont’alvao, C. (2000). Ergonomia – Conceitos e Aplicações. Metodologia Ergonômica. ISBN 9788590286240, 2AB Editora.

Netter, F. H., et al. (2006). Atlas of human anatomy. v. 11.

Napier, J. R. (1956). The prehensile movements of the human hand. Bone & Joint Journal, 38(4), 902-913.

Polis, J. E. (2009). Projeto e construção de parte estrutural de prótese de mão humana com movimentos. Biblioteca Digital da Unicamp.

Santana, V., et al. (2003). Acidentes de trabalho não fatais: diferenças de gênero e tipo de contrato de trabalho non-fatal occupational injuries: gender and job contract differences. Cad. Saúde pública, SciELO Brasil, 19(2), 481-493.

Silva, A. L. (2011). Development of a System for Finger Rehabilitation. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia

Sobotta, J. (2006). Atlas de anatomia humana. Guanabara-Koogan. ISBN 9788527711944.

Tubiana, R. (1981). Architecture and functions of the hand. The hand, WB Saunders Philadelphia, 1, 19-93.

Turner, J. A., Franklin, G., & Turk, D. C. (2000). Predictors of chronic disability in injured workers: a systematic literature synthesis. American journal of industrial medicine, Wiley Online Library, 38(6), 707-722.

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Published
2024-12-05
Issue
Vol. 10 No. 5 (2024): N° Especial VI Simpósio de Engenharia de Produção (SIENPRO)
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Special Edition "VI Symposium on Production Engineering (SIENPRO)"
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How to Cite

Oliveira, B. R. de, Stoppa, G. P., & Stoppa, M. H. (2024). Dispositivo para reabilitação individual de dedo da mão. Brazilian Journal of Production Engineering, 10(5), 91-102. https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i5.46999