REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7823651
Gisele D. C. Antolin
Mauricio, Q. Antolin
Paula de Castro Brasil
Marcelo Musci Zaib Antônio
Giancarlo Cordeiro da Costa
Cíntia Andriotto Lopes
Luana Soares De Azevedo
Jorge Gabriel Silveira da Silva
Resumo
A covid 19 levou o sistema de saúde de vários países a um estado complexo. A necessidade de atender um grande quantitativo de indivíduos, somada a falta de experiência para o tratamento desta enfermidade e a falta de medicamentos específicos, podem ser apontadas como um dos fatores que levou a este cenário. Passada a situação de pandemia que assolou o mundo nos anos de 2020 a 2021, o atual cenário consiste em indivíduos que apresentam comorbidades decorrentes da covid 19, o que tem impactado o sistema público de saúde em todo mundo. Uma das principais questões diz respeito as terapias que devem ser utilizadas para a redução destas sequelas, que nem sempre são acessíveis às populações menos favorecidas, o que tende a aumentar ainda mais o abismo econômico em países subdesenvolvidos. Neste cenário, este trabalho se propôs a fabricar um protótipo de baixo custo para a reabilitação destes indivíduos, de forma a mitigar os efeitos da pandemia causada por covid 19.
Palavras-chave: covid 19. Reabilitação. Protótipo.
Abstract
Covid 19 has brought the health system of several countries to a complex state. The need to care for a large number of individuals, added to the lack of experience in the treatment of this disease and the lack of specific medications, can be identified as one of the factors that led to this scenario. After the pandemic situation that devastated the world in the years 2020 to 2021, the current scenario consists of individuals who have comorbidities resulting from covid 19, which has impacted the public health system worldwide. One of the main issues concerns the therapies that should be used to reduce these consequences, which are not always accessible to less favored populations, which tends to further increase the economic abyss in underdeveloped countries. In this scenario, this work proposed to manufacture a low-cost prototype for the rehabilitation of these individuals, in order to mitigate the effects of the pandemic caused by covid 19.
Keywords: Covid 19. Rehabilitation. Prototype.
1. Introdução
A pandemia causada pelo vírus da covid 19 gerou um cenário complexo na área de saúde, tanto no que diz respeito as internações e ao agravamento da doença, quanto as sequelas causadas pela doença. Embora tais sequelas normalmente estejam presentes em pacientes que tiveram a forma grave da doença, indivíduos que tiveram a forma moderada também podem possuir algum grau de comprometimento (Santana et al, 2021). Tais comprometimentos são normalmente de origem pulmonar, motora ou neurológica (Fraga-Maia et al, 2020), e podem persistir por um longo período, afetando assim a capacidade do indivíduo de realizar as suas funções diárias, necessitando desta forma de tratamentos de reabilitação.
Inúmeros são os profissionais que vêm atuando neste processo de reabilitação, dentre eles, destacam-se enfermeiros, fisioterapeutas e profissionais de educação física. Esta necessidade de haver um grupo interdisciplinar atuando no processo de recuperação se deve ao fato de a covid 19 ser uma doença multissistêmica, ou seja, que ataca diversas partes do corpo (Santos Filho et al., 2020). Com isso, percebe- se que mesmo no período pós pandemia, as consequências da covid 19 para o já tão sobrecarregado sistema público de saúde podem ser avassaladoras.
Desta forma, é necessário um esforço não somente para evitar a mortalidade pela doença e a sua prevenção, como também a reabilitação dos indivíduos que possuem algum grau de comprometimento das suas funções. Para que isto ocorra é necessário um melhor preparo dos profissionais e o incentivo à inovação tecnológica.
Contudo, sabemos que as camadas mais empobrecidas da sociedade sofrem com a falta de assistência à saúde, tanto no que diz respeito à falta de profissionais quanto ao de melhores técnicas de diagnóstico e recuperação, o que a longo prazo pode aumentar a desigualdade social.
A despeito da dificuldade de acesso por algumas camadas da sociedade, verifica-se que a área da saúde tem sido uma das principais beneficiadas pela evolução tecnológica oriunda da indústria 4.0. Dentre os principais recursos tecnológicos destaca-se a robótica, que têm sido extensamente aplicada em diagnósticos, cirurgias e no auxílio de tratamentos (Pitassi et al., 2016; Giulianotti et al., 2003).
Assim, é perceptível que um aumento da gama de dispositivos disponíveis para os profissionais que atuam na reabilitação pode ser um potente aliado para o tratamento de indivíduos que possuem comprometimentos em sua saúde causados pela covid. Evidencia-se ainda a existência de um nicho tecnológico importante a ser explorado pela área de produtos e serviços, e que onde a pesquisa universitária poderia desempenhar um papel importante.
Tais pesquisas devem ser fomentadas não somente para gerar novas tecnologias, mas também para realizar o barateamento daquelas já disponíveis no mercado, de forma que as mesmas se tornem acessíveis a uma maior parcela da população. Esta questão é primordial na área de saúde, uma vez que os efeitos causados pela pandemia de covid 19 foram muito acentuados, principalmente nas camadas mais empobrecidas da população, que não possuíam assistência médica adequada para o tratamento e recursos financeiros para posterior reabilitação (Souza, 2021).
Do exposto acima, torna-se evidente a necessidade de se fabricar protótipos que atendam a esta demanda. Com isso, este trabalho teve por objetivo a fabricação de um protótipo de baixo custo, que possa ser utilizado para a reabilitação fisioterápica de indivíduos. O protótipo fabricado consiste em um equipamento conhecido por cicloergômetro, que consiste em um aparelho estacionário para membros superiores (MMSS) e inferiores (MMII), o qual funciona através de rotações cíclicas que permite realizar exercícios passivos, ativos-assistidos e ativos resistidos em pacientes nas sessões de fisioterapia para reabilitação fisioterápica e no condicionamento físico (Pires-Neto et al., 2013).
No estímulo passivo, os pés ou as mãos do paciente são acomodados nos pedais do equipamento e, através do controle do profissional ou com controle eletrônico é realizado os movimentos. Já no estímulo ativo-assistido, o profissional iniciará os movimentos e com a percepção dos movimentos voluntários do paciente irá deixá-lo dar continuidade. Enquanto no estímulo ativo o paciente terá a liberdade de realizar os movimentos, conforme as orientações e observação de um profissional.
Neste trabalho, a estrutura deste equipamento foi fabricada com materiais de baixo custo e foram implementados sensores neste aparelho, tornando possível avaliar parâmetros como: velocidade, tempo de exercício, batimentos cardíacos e oxigenação. Para melhor monitoramento da evolução dos indivíduos foi desenvolvido um aplicativo para envio dos resultados destes parâmetros por bluetooth, de forma a tornar a coleta de dados mais eficiente.
2. Materiais e métodos
Para a construção da estrutura do equipamento foi utilizado canos de (Policloreto de Vinila) e pedais de bicicleta, além disso, a estrutura possui uma caixa onde foram acoplados o circuito utilizado para monitoramento dos pacientes. Este circuito consiste em uma placa de Arduino conectada a uma protoboard, que conta com um sensor de oxigenação e batimentos cardíacos (MAX30100) e um reed switch, que consiste em um interruptor magnético, que foi utilizado para a determinação do número de voltas que o indivíduo conseguia dar em um certo tempo. O modelo esquemático deste circuito que foi montado no tinkercad pode ser visualizado na Figura 1 e a Figura 2 mostra o fluxograma do mesmo.
Figura 1. Circuito ilustrativo no Tinkercad.
Figura 2. Esquema do circuito.
Os dados coletados pelos sensores, são enviados por bluetooth para um aplicativo desenvolvido para este projeto, que recebeu o nome de ReabiltAPP (BR512023000313-1). O aplicativo permite o monitoramento dos seguintes parâmetros: número de pedaladas, velocidade, oxigenação e frequência cardíaca. Este aplicativo foi desenvolvido utilizando o software MIT App Inventor, criado pelo Google e atualmente mantido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). O aplicativo é independente de internet, o que facilita sua utilização pelos usuários, compatível com o sistema operacional Android e armazena dados no próprio dispositivo móvel, dispensando cartão de memória ou nuvem de dados. O armazenamento destes dados torna possível a verificação da evolução do indivíduo ao longo do tempo (Silva et al., 2010).
3. Resultados e discussões:
Na figura 3 é mostrado o equipamento montado após serem acoplados os sensores a esta estrutura. Foi possível observar a reprodutibilidade para a fabricação do equipamento, que em último caso poderia ser fornecido aos pacientes sem a caixa contendo sensores (o que baratearia ainda mais o protótipo), e em casos mais específicos, onde se desejaria averiguar a melhoria das condições físicas, seria possível um monitoramento mais completo com o fornecimento da caixa contendo os sensores e do aplicativo desenvolvidos. A figura 4 mostra o circuito montado para aquisição dos dados.
O código para este projeto foi desenvolvido na linguagem de programação C, C++ e construído por meio da plataforma IDE (Integrated Development Environment). Sendo uma aplicação de plataforma cruzada, é usado para escrever e fazer upload de programas em placas compatíveis com Arduino. É um software de código aberto e facilita utilização pelos usuários, compatível com o sistema operacional Windows e armazena dados no próprio dispositivo.
Figura 3: Equipamento montado
Figura 4. Circuito montado
Para a averiguação da acurácia das medidas realizadas, foram feitos testes comparativos entre o sensor de batimentos cardíacos e de oxigenação utilizados na montagem do circuito e de um produto comercial, sendo realizadas um total de 5 medidas em cada aparelho. Os resultados mostraram que as diferenças de valores encontrados nos dois equipamentos eram significantemente baixas.
Aplicativo
O aplicativo reabilitApp recebe os dados do cicloergonometro, que por meio de um Arduíno e sensores instalados a ele, capturam e enviam os dados via bluetooth continuamente ao aplicativo.
O aplicativo foi desenvolvido para o monitoramento dos valores coletados, permitindo o armazenamento a longo prazo destes valores, o que pode favorecer o acompanhamento dos indivíduos e permitir a avaliação do seu quadro clínico ao longo do tempo.
Com uma interface criada de forma dinâmica, com telas e ícones coloridos para estímulo visual, facilita o monitoramento do exercício feito pelo paciente em readaptação. O sistema do app tem a opção de pausar e gravar as informações da velocidade, distância e número de voltas geradas durante sua utilização, o que permite um fisioterapeuta ou outro profissional de saúde avaliar o desempenho do usuário.
Além disso, torna possível que o mesmo seja utilizado em outras áreas da saúde e até mesmo por atletas, que visem a melhoria dos seus resultados.
O aplicativo foi escrito na linguagem de programação Java, utilizando programação em blocos e pode ser utilizado em telefone Android. Além disso, é gratuito e passível de novos testes e atualizações.
Cabe destacar que tanto o equipamento desenvolvido quanto o aplicativo O possibilitam a autonomia fora do ambiente fisioterápico ou hospitalar, desde que orientadas por profissionais capacitados.
Em nossa rotina o uso de aplicativos é muito comum e usamos para diversas funcionalidades, sem dúvidas, o desenvolvimento desse aplicativo foi uma ótima opção para que o fisioterapeuta tenha um maior controle sobre exercício e assim saberá quando irá avançar com o tratamento e assim a recuperação será mais rápida e poderá atender diversos pacientes agilizando o tratamento como mostra na figura 5. Nesta tela inicial (figura 5) podem ser visualizadas as principais funcionalidades do app, onde nos direciona para a leitura dos dados.
Figura 5. tela inicial do app no smartphone.
A partir do status: conectado, inicia a leitura dos dados e a cada pedalada no cicloergômetro é contabilizado a quantidade de voltas, distância percorrida e a velocidade (figura 6a), também é visualizado a pressão arterial e a oxigenação sanguínea coletada pelo sensor do Arduíno (figura 6b). Após finalizar o exercício proposto pelo fisioterapeuta o aplicativo salva os dados.
Figura 6. Coleta de dados: (a) distância percorrida, número de voltas e velocidade e (b) batimentos cardíacos e oxigenação
Conclusão
O aplicativo em pleno funcionamento é de extrema importância para o monitoramento do exercício e dados gerados, utilizados para a reabilitação motora. O aplicativo foi criando de uma forma bem prática para incentivar e ensinar seu usuário sobre a importância do exercício para sua recuperação física, seguindo as instruções o usuário aprende como é realizada as atividades e poderá incluir em sua rotina de tratamento possibilitando mais eficácia.
Dessa forma é de total importância incentivar os estudos e pesquisas para facilitar o aprendizado e utilização de procedimentos terapêuticos no cotidiano de usuários em condições de reabilitação, uma vez que, estudos são voltados para protocolos de reabilitação presencial e em cenário pandêmico, torna-se imprescindível o cuidado completo do paciente, de acordo com sua necessidade. Com isso, este estudo visa a junção da tecnologia e a fisioterapia a favor da reabilitação física e que seja de inspiração para criação de diversos aplicativos e propostas semelhantes.
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