SmartOS – Smart control a stand-alone active orthotic system

Enquadramento

De acordo com a Organização Mundial da Saúde, 15 milhões de pessoas sofrem anualmente um acidente vascular cerebral (20 mil em Portugal). Este é uma das principais causas de espasticidade dos membros inferiores (também em Esclerose Múltipla, lesão medular e cerebral) e deficiências motoras, por exemplo pé equino, resultando em dificuldades em andar, exclusão social e profissional, mobilidade limitada e reforma antecipada. Tratamentos mais rápidos e mais eficazes da marcha espástica são necessários para restaurar a função da marcha e a vida independente de indivíduos neurologicamente lesionados.

O tratamento da marcha destes pacientes requer uma combinação de farmacoterapia com alongamento muscular prolongado. Ao mesmo tempo, a tendência mundial em pesquisa biomédica procura soluções personalizadas para pacientes individuais e essa evolução deve acompanhar o desenvolvimento de ferramentas orientadas pelas necessidades dos utilizadores finais.

Em declarações ao COMPETE 2020 a Ana Martins, responsável do projeto, falou dos objetivos do SmartOs e da contribuição dos Fundos Comunitários:

"A SmartOs (Smart, Stand-alone Active Orthotic System) propõe uma solução tecnológica (assist-as-need) visando a reabilitação personalizada e orientada às necessidades de utilizadores com marcha incapacitada. Além disso, a SmartOs contribuirá para um diagnóstico objetivo e eficaz da condição motora atual do utilizador, rastreando informação biomecânica e fisiológica em tempo real. Isso permitirá ajustar intuitivamente e em tempo-real a terapia às atuais necessidades do doente.  Assim, a SmartOs é uma ferramenta que pode ser útil não só no domínio da reabilitação funcional do utilizador, como também pode contribuir no diagnóstico da função motor. Num setor tão ameaçado pela concorrência asiática, consideramos que uma estratégia sustentada na diferenciação poderá ser a chave para ultrapassar esta ameaça e promover o crescimento do volume de negócios internacional. Nesse sentido consideramos importantíssimas as parcerias com entidades do SCT e empresariais, promovendo a investigação, obtenção de conhecimento e a inovação continua, com o objetivo de cimentar e fortificar o posicionamento internacional com a presença de produtos específicos aliados a uma elevada inovação tecnológica para o setor da saúde.  OS apoios do COMPETE2020 são fulcrais para a criação destas parcerias, permitindo a empresas e entidades do SCT a investigação e partilha de conhecimento, potenciando assim a competitividade e a criação de valor."

O Projeto

A SmartOs visa desenvolver e validar uma ortótese ativa para auxiliar o treino da marcha, monitorizando o paciente e respondendo de forma robusta e eficiente, com adaptação imediata ao status e requisitos do paciente. A metodologia de controlo proposta incorpora tecnologias para garantir uma marcha segura, compatível e eficiente em termos energéticos através de um ajuste em tempo real das propriedades de rigidez e amortecimento da interface humano-ortótese. A SmartOs atuará como um laboratório móvel portátil capaz de recolher, analisar e fundir informações sensoriais que quantificarão em tempo real a contribuição do sujeito e o resultado da interação humano-ortótese. Será realizada uma prova de conceito com utilizadores finais para comprovar e demonstrar os efeitos de reabilitação da SmartOs.

A SmartOs tem os seguintes objetivos: (i) fornecer um treino de marcha repetitivo e funcional de acordo com as necessidades do paciente; (ii) promover uma recuperação das habilidades motoras funcionais dos músculos espásticos e envolventes e corrigir distúrbios motores, como o pé pendente e pé equino; (iii) tentar melhorar a ação antiespástica através do alongamento muscular adaptativo; e (iv) fornecer um diagnóstico objetivo da condição motora do utilizador, rastreando o seu nível de espasticidade, indicadores biomecânicos e fisiológicas.

Os resultados esperados incluem uma tecnologia robótica modular, formada por módulos autónomos, facilmente extensíveis, capazes de agir e cooperar estreitamente com seres humanos com claro impacto nos domínios da saúde e reabilitação.

O Consórcio

A realização deste projeto implicou a mobilização de uma equipa com competências multidisciplinares e complementares. Assim, a SmartOs é desenvolvida de acordo com as instruções definidas pelos utilizadores finais e stakeholders nomeadamente, clínicos, o Centro Clínico Académico - Braga e empresas no domínio da saúde e automação, a ORTHOS XXI (promotor líder), a PLUX - Wireless Biosignals e a IVV Automação. Para além do tecido empresarial, participa no consórcio a Universidade do Minho, e a Universidade do Porto, através do LABIOMEP- Laboratório de Biomecânica do Porto.

O Apoio do COMPETE 2020

O projeto conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistemas de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Copromoção, envolvendo um investimento elegível de 1 milhão de euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 752 mil euros.