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Publicação
Development of a device for kinematic and electromyographyic analysis of the upper limb in a clinical context
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 14.5 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Stroke is a leading cause of disability worldwide, significantly impacting individuals ability to
perform Activities of Daily Living (ADL). Therapists assess patients limb functionality through
observation and personal opinion in order to develop recovery plans. However, these plans
may not always align with the patient’s specific needs. The examination of limb functional-
ity using Electromiograpy (EMG) and kinematic parameters during ADL presents additional
behavioral parameters. This allows for the development of personalized plans based on indi-
vidual patient needs. Nevertheless, limited studies combine these two parameters to evaluate
limb functionality during ADL, creating a knowledge gap in this area. This project aims to
develop a prototype of a device capable of acquiring EMG and kinematic data, namely ac-
celeration and angular velocity via an Inertial Measurement Unit, focusing on the shoulder
complex, for use in a clinical setting. Additionally, an interface has been developed for commu-
nication and visualization of the collected data. To assess the device’s performance, samples
were obtained from healthy individuals performing the ADL of "Drinking water from a cup",
while acquiring EMG data from the Andterior Delotoid and the raw angular velocity and accel-
eration. The data relating to electromyographic activity and acceleration in the X and Y axes
were compared with the results obtained in a previous work, which is still under development,
in which a reference device was used. The EMG graphs are quite similar, being characterized
by three peaks, while those of acceleration on the X and Y axes also show similar behavior
between both works. Regarding AV, it is possible to conclude that certain movements mainly
affect certain axes, namely, the X axis is affected by abduction and adduction movements, Y by
rotations and Z by flexion and extension movements. The results obtained allowed to conclude
that the prototype is capable of collecting data, which are quite similar to those obtained with
a reference device.
O Acidente Vascular Cerebral é uma das principais causas de incapacidade a nível global, afe- tando o nível de vida das pessoas na execução de Atividades da Vida Diária (AVD). A avaliação da funcionalidade dos membros é feita por terapeutas que recorrem à observação e opinião pessoal para elaboração de planos de recuperação para os doentes. No entanto, estes planos nem sempre correspondem às necessidades específicas dos pacientes. O estudo da funcionali- dade do membro com recurso a Eletromiografia (EMG) e parâmetros cinemáticos na execução de AVD fornece mais parâmetros sobre o comportamento deste, sendo então possível estabe- lecer planos mais personalizados de acordo com as necessidades de cada paciente. Contudo, são poucos os estudos em que estes dois parâmetros são utilizados para avaliar a funciona- lidade do membro na execução de AVD, pelo que há uma lacuna neste aspeto. Este projeto tem o objetivo de desenvolver um protótipo de um dispositivo capaz de recolher dados EMG e cinemáticos do complexo do ombro, nomeadamente aceleração e velocidade angular, com recurso a uma Unidade de Medição Inercial, com o objetivo de ser aplicado num contexto clí- nico. Uma interface também foi criada para comunicação e visualização dos dados recolhidos pelo dispositivo. De modo a avaliar o desempenho do dispositivo, foram feitas recolhas em indivíduos saudáveis da AVD "Beber água de um copo", adquirindo dados de EMG do Deltóide Anterior e a velocidade angular e aceleração. Os dados relativos à àtividade eletromiográfica e à aceleração nos eixos X e Y foram comparados com os resultados obtidos num trabalho anterior, que ainda se encontra em desenvolvimento, no qual foi utilizado um dispositivo de referência. Os gráficos de EMG são bastante semelhantes, sendo este caracterizado por três picos, enquanto os da aceleração nos eixos X e Y também apresentam um comportamento semelhante entre ambos os trabalhos. Relativamente à VA é possível concluir que certos mo- vimentos afetam maioritariamente certos eixos, nomeadamente, eixo do X é afetado pelos movimentos de abdução e adução, Y pelas rotações e Z pelos movimentos de flexão e exten- são. Os resultados obtidos permitiram concluir que o protótipo é capaz de recolher dados, sendo estes bastante semelhantes aos obtidos com um dispositivo de referência.
O Acidente Vascular Cerebral é uma das principais causas de incapacidade a nível global, afe- tando o nível de vida das pessoas na execução de Atividades da Vida Diária (AVD). A avaliação da funcionalidade dos membros é feita por terapeutas que recorrem à observação e opinião pessoal para elaboração de planos de recuperação para os doentes. No entanto, estes planos nem sempre correspondem às necessidades específicas dos pacientes. O estudo da funcionali- dade do membro com recurso a Eletromiografia (EMG) e parâmetros cinemáticos na execução de AVD fornece mais parâmetros sobre o comportamento deste, sendo então possível estabe- lecer planos mais personalizados de acordo com as necessidades de cada paciente. Contudo, são poucos os estudos em que estes dois parâmetros são utilizados para avaliar a funciona- lidade do membro na execução de AVD, pelo que há uma lacuna neste aspeto. Este projeto tem o objetivo de desenvolver um protótipo de um dispositivo capaz de recolher dados EMG e cinemáticos do complexo do ombro, nomeadamente aceleração e velocidade angular, com recurso a uma Unidade de Medição Inercial, com o objetivo de ser aplicado num contexto clí- nico. Uma interface também foi criada para comunicação e visualização dos dados recolhidos pelo dispositivo. De modo a avaliar o desempenho do dispositivo, foram feitas recolhas em indivíduos saudáveis da AVD "Beber água de um copo", adquirindo dados de EMG do Deltóide Anterior e a velocidade angular e aceleração. Os dados relativos à àtividade eletromiográfica e à aceleração nos eixos X e Y foram comparados com os resultados obtidos num trabalho anterior, que ainda se encontra em desenvolvimento, no qual foi utilizado um dispositivo de referência. Os gráficos de EMG são bastante semelhantes, sendo este caracterizado por três picos, enquanto os da aceleração nos eixos X e Y também apresentam um comportamento semelhante entre ambos os trabalhos. Relativamente à VA é possível concluir que certos mo- vimentos afetam maioritariamente certos eixos, nomeadamente, eixo do X é afetado pelos movimentos de abdução e adução, Y pelas rotações e Z pelos movimentos de flexão e exten- são. Os resultados obtidos permitiram concluir que o protótipo é capaz de recolher dados, sendo estes bastante semelhantes aos obtidos com um dispositivo de referência.
Descrição
Palavras-chave
Upper Limb Activities of Daily Living Electromyography Inertial Measurement Unit Angular Velocity Acceleration