A finalidade desse trabalho é desenvolver um protótipo de uma prótese antropomórfica multifuncional para membros superiores para pacientes amputados. Seu objetivo é substituir a mão natural perdida, de forma a auxiliar a realização de algumas tarefas diárias do usuário. A prótese possuirá características antropomórficas, tais como aparência e movimentação semelhantes às da mão humana, e características naturais inerentes à mesma, por exemplo, o arco reflexo. Além disso, contará também com meios de realimentação táteis das informações de forças aplicadas pela prótese em objetos, bem como sua temperatura para o paciente, suprindo assim uma das carências das próteses convencionais. Esse dispositivo terá incorporado na sua construção sensores diversos para realizar as funções propostas e contará com um algoritmo baseado em redes neurais artificiais, capaz de identificar padrões dos sinais mioelétricos do paciente, que serão utilizados como sinais de controle, possibilitando ao paciente um comando natural. Todas essas implementações visam contribuir para a redução da taxa de rejeição de próteses para membros superiores e possibilitar uma maior reabilitação e reintegração do paciente à sociedade. / The purpose of this assignment is to develop a multifunctional and anthropomorphic upper limb prosthesis prototype for amputated patients. Its objective is to substitute the natural lost hand, in a way to improve the performance of regular activities. This prosthesis will have anthropomorphic characteristics, like appearance and movement, similar to the ones of the human hand, and natural characteristics inherent to it, for example the reflected arc. Another characteristic will be the tactile feedback ways of obtaining the information of the forces applied by the prosthesis in objects, as well as their temperature for the patient, overcoming therefore one of the traditional prosthesis\' deficiency. This device will have incorporated in its construction many sensors in order to do the proposed functions and it will use an algorithm based on the artificial neural network that is able to recognize patterns of myoelectric signals of the patient, which will be used as control signals, making possible to the patient a natural command. All of these implementations objective to contribute for the reduction of the rejection rate of prostheses for upper limb members and make possible a better rehabilitation and reintegration of the patient in the society.

A finalidade desse trabalho é desenvolver um protótipo de uma prótese antropomórfica multifuncional para membros superiores para pacientes amputados. Seu objetivo é substituir a mão natural perdida, de forma a auxiliar a realização de algumas tarefas diárias do usuário. A prótese possuirá características antropomórficas, tais como aparência e movimentação semelhantes às da mão humana, e características naturais inerentes à mesma, por exemplo, o arco reflexo. Além disso, contará também com meios de realimentação táteis das informações de forças aplicadas pela prótese em objetos, bem como sua temperatura para o paciente, suprindo assim uma das carências das próteses convencionais. Esse dispositivo terá incorporado na sua construção sensores diversos para realizar as funções propostas e contará com um algoritmo baseado em redes neurais artificiais, capaz de identificar padrões dos sinais mioelétricos do paciente, que serão utilizados como sinais de controle, possibilitando ao paciente um comando natural. Todas essas implementações visam contribuir para a redução da taxa de rejeição de próteses para membros superiores e possibilitar uma maior reabilitação e reintegração do paciente à sociedade. / The purpose of this assignment is to develop a multifunctional and anthropomorphic upper limb prosthesis prototype for amputated patients. Its objective is to substitute the natural lost hand, in a way to improve the performance of regular activities. This prosthesis will have anthropomorphic characteristics, like appearance and movement, similar to the ones of the human hand, and natural characteristics inherent to it, for example the reflected arc. Another characteristic will be the tactile feedback ways of obtaining the information of the forces applied by the prosthesis in objects, as well as their temperature for the patient, overcoming therefore one of the traditional prosthesis\' deficiency. This device will have incorporated in its construction many sensors in order to do the proposed functions and it will use an algorithm based on the artificial neural network that is able to recognize patterns of myoelectric signals of the patient, which will be used as control signals, making possible to the patient a natural command. All of these implementations objective to contribute for the reduction of the rejection rate of prostheses for upper limb members and make possible a better rehabilitation and reintegration of the patient in the society.

Pacientes lesados medulares frequentemente mencionam dores nos ombros, devido à elevada demanda dos membros superiores. Estes pacientes se submetem a diferentes tipos de reabilitação, no entanto é importante avaliar os métodos utilizados em tais programas para evitar possíveis prejuízos. O objetivo deste trabalho é avaliar o esforço e a atividade muscular dos ombros em pacientes paraplégicos caminhando com Estimulação Elétrica Neuro Muscular (EENM) e um andador em seções de reabilitação e comparar com duas atividades diárias executadas por estes indivíduos: propulsão da cadeira de rodas e elevação para alívio da pressão. Quinze homens adultos com paraplegia foram avaliados. Os movimentos em 3 dimensões foram obtidos com um sistema de 6 câmeras de infravermelho, e a atividade mioelétrica de 6 músculos dos ombros foi obtida bilateralmente por eletrodos de superfície ativos. Um andador instrumentalizado capturou a força durante a marcha, e a força nas outras duas atividades foi obtida por dinâmica inversa utilizando os dados cinemáticos e antropométricos. Os dados cinéticos e da atividade muscular foram avaliados estatisticamente utilizando análise de variância (ANOVA) e o teste das diferenças menos significativas de Tukey com nível de significância p<0,05. Foram obtidos picos de força quatro vezes maiores durante a marcha comparando-se à propulsão da cadeira de rodas. O esforço do ombro durante a marcha e a elevação foi equivalente, porém o lado direito durante a marcha apresentou maiores valores. O músculo mais ativo durante a marcha foi o tríceps, seguido pelo peitoral maior, deltóide anterior e trapézio inferior. A ação geral dos músculos durante a marcha também foi maior comparada aos outros exercícios executados. A marcha com EENM e andador, realizada por lesados medulares durante as seções de reabilitação, requer esforços significativos dos membros superiores, podendo gerar complicações nas articulações do ombro. Lesados medulares submetidos a seções de reabilitação que executam esforços significativos devem ser frequentemente monitorados, por métodos de ultra-som ou ressonância magnética, para evitar o comprometimento dos membros superiores e a consequente perda das funções de independência remanescentes / Spinal Cord Injured subjects often refer pain in their shoulders, due to the increased demand of the upper limbs. These subjects usually go through different rehabilitation strategies. Therefore, it becomes rather important to assess those methods in order to avoid further injuries to the patients. The goal of this work was to evaluate the shoulder effort and muscular activity in paraplegic subjects during gait with Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) with the aid of a walker and to compare it with two daily activities: wheelchair start up and weight relief raise. Fifteen adult male paraplegics were part of this study. The three-dimensional motions were acquired with six infrared cameras, and surface-active electrodes recorded the electromyography activity of 6 shoulder muscles, bilaterally. The vertical reaction force during walking was measured with a strain gauge instrumented walker, and the horizontal (wheelchair start-up) and vertical (weight relief raise) forces were obtained by inverse dynamics from kinematics and anthropometric data. The statistics of kinetic and electromyography data were done by analysis of variance (ANOVA) and the Tukey least significant differences post hoc test with significance level of p<0,05. Results have shown NMES gait force peaks being about four times higher than the values obtained for wheelchair start-up. The shoulder effort (force and torque) during walking and weight relief was similar, although the right side during NMES gait presented greater values. The triceps was the most active muscle during NMES walking, followed by pectoralis major, anterior deltoid and lower trapezius. The overall muscular activity during NMES walking was again higher than the other tasks executed. The NMES walking, when performed by spinal cord injured subjects can lead to injuries to the shoulder girdle. Due to the results obtained, continuous supervision of paraplegic upper limb effort should therefore be part of any rehabilitation center and for that ultrasound or magnetic resonance imaging may be recommended