Sistema para detecção da flexão de dedos da mão utilizando reflexão difusa no infravermelho próximo

Autor: Creyton Ricardo Batista Grein
Přispěvatelé: Leonimer Flávio de Melo ., André Sanches Fonseca Sobrinho, José Alexandre de França, Maria Bernadete de Morais França
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEL
Universidade Estadual de Londrina (UEL)
instacron:UEL
Popis: Diversos fatores podem levar uma pessoa a perder o pleno uso de suas mãos. Além dos traumas físicos e o envelhecimento natural do aparelho musculoesquelético, os acidentes cerebrovasculares (AVCs) figuram entre as principais causas de incapacidade das mãos. O treinamento de reabilitação é de fundamental importância para o processo de recuperação e sistemas robóticos podem ser um auxílio para restaurar mais rapidamente as funções dos membros. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema para detecção da flexão dos dedos de uma mão utilizando reflexão difusa no infravermelho próximo, a partir do antebraço. O sistema consiste em um par composto por emissor óptico e sensor (LED infravermelho e fototransistor), uma interface de software para processamento de sinais e um ambiente virtual com uma mão em 3D usada como plataforma de teste. O objetivo principal do sistema é possibilitar o espelhamento de movimentos dos dedos para utilização em sistemas de reabilitação. Foi construída de uma versão inicial simplificada, com sensor único, para teste de viabilidade do projeto. Como plataforma de testes, foi desenvolvido um ambiente virtual em 3D para receber o sinal do sensor e simular a flexão dos dedos quase em tempo real. Iniciou-se a implementação de uma versão melhorada, com dois sensores, permitindo a aquisição simultânea de sinais de emissores com comprimentos de onda diferenciados. No estágio atual de desenvolvimento, não foi possível comprovar de maneira adequada que a variação do sinal está relacionada somente à alterações de concentração de cromóforos no tecido ou se há contribuição da movimentação dos tecidos. Resultados obtidos em testes com a versão preliminar do sistema demonstram que o sensor pode ser uma alternativa promissora para o controle de dispositivos de reabilitação e próteses robóticas. Several factors can lead a person to lose the full use of his hands. In addition to trauma and the natural aging of the musculoskeletal system, cerebrovascular accidents (CVAs) are among the leading causes of hand disability. Rehabilitation training plays a fundamental role in the recovery process and robotic systems can be an aid to restore limb functions more quickly. This work proposes the development of a system to measure flexion of the fingers of one hand using near infrared diffuse reflectance on the forearm. The system consists of an optical emitter and sensor pair (infrared LED and phototransistor), a software interface for signal processing and a virtual environment with a 3D hand used as a test platform. The main objective of the system is to enable the mirroring of finger movements for use in rehabilitation systems. A simplified initial version with a single sensor was built to test the project's feasibility. As a testing platform, a 3D virtual environment was developed to receive sensor signal and simulate finger flexion almost in real time. The implementation of an improved version with two sensors was started, allowing simultaneous acquisition of signals with different wavelengths. At the present stage of development, it was not possible to adequately prove that the signal variation is related only to changes in the concentration of chromophores in the tissue or if there is contribution of tissue movement. Results obtained in tests with the preliminary version of the system demonstrate that the sensor can be a promising alternative for the control of rehabilitation devices and robotic prostheses.
Databáze: OpenAIRE
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