Science

UCalgary mobiliza estudantes, pesquisadores e robôs para ajudar crianças a prosperar

Amanda Rande, à esquerda, e Mahika Sharma analisam os dados para fornecer feedback sobre a marcha de Emme. – Estratégias V Inc.

Estudantes de engenharia biomédica aplicam tecnologia para melhorar a qualidade de vida de crianças com deficiência motora

Emme Comeau tem 10 anos e já é uma veterana participante de pesquisas.

“O primeiro estudo de movimento em que participei foi em 2020. Tenho uma curvatura na coluna e tenho tendência a inclinar-me para trás, o que também afeta a forma como ando”, diz Emme. “O dispositivo-robô que estou usando agora levanta meu pé e o balança para frente, para que não arraste os dedos dos pés. Com a máquina, tenho a marcha perfeita. Espero que isso ajude a treinar meu cérebro e meu corpo. aprenda a andar melhor.”

Emme se uniu a Samuel Finnegan, um estudante de pós-graduação do Laboratório de Biônica Adaptativa da Escola de Engenharia Schulich da Universidade de Calgary, que está colaborando com os laboratórios de Melhor Mobilidade e Início Pediátrico de Deficiências Neuromotoras (PONI Lab), localizados no Hospital Infantil de Alberta (ACH). ).

“Demonstrou-se que os caminhantes assistidos melhoram a marcha e são usados ​​como método de reabilitação. É adaptável a qualquer pessoa”, diz Finnegan. “O que adoro na pesquisa é que ela oferece um leque infinito de possibilidades para encontrar soluções para pessoas que precisam dessas soluções. Encontrar caminhos que possamos abordar para criar um amanhã melhor.”

A estudante de engenharia biomédica Mahika Sharma está fazendo um estágio comparando a nova captura de movimento sem marcadores com a captura de movimento baseada em marcadores, o padrão atual da indústria. A nova tecnologia poderia facilitar a análise instrumentada da marcha para crianças como Emme.

“Na verdade, é muito desconfortável e irritante para mim porque eles têm que colocar o marcador corretamente e há muitas cutucadas para encontrar esse ponto específico na minha pélvis”, diz ela.

Sharma diz que os adesivos refletivos baseados em marcadores precisam ser colocados com precisão para avaliar com precisão os centros articulares. No Centro de Avaliação do Movimento Familiar CH Riddell da ACH, a tecnologia sem marcadores envolve oito câmeras sincronizadas que registram a caminhada de Comeau. Esses dados são processados ​​com um software que usa um algoritmo de IA para detectar os centros articulares, permitindo o cálculo de coisas como ângulos articulares.

“A captura de movimento sem marcador tornaria o processo de coleta de dados muito mais rápido e fácil”, diz Sharma, da Escola de Engenharia Schulich. “Tem sido revelador ver esse lado da indústria. Muitas vezes, estou nos bastidores fazendo trabalho técnico. Ver as coisas em tempo real através dos olhos de Emme me dá uma perspectiva diferente. Adoro fazer esse trabalho.”

Educação do mundo real no Laboratório PONI

O estágio de Sharma é supervisionado por dois supervisores: UCalgary Elizabeth Condliffe, MD, PhD, e Ion Robu, tecnólogo em equipamentos biomédicos da Alberta Health Services. Sharma e Condliffe colaboraram para criar uma oportunidade de estágio depois de trabalharem juntos em um projeto de pesquisa de verão em 2022 no Laboratório PONI.

“Eu diria aos outros estudantes para não serem tímidos quando se trata de networking com professores”, diz Sharma. “É sempre bom ter conexões para aprender e ganhar experiência. Exponha-se a eventos como feiras de carreiras e faça networking sempre que puder. Dê a si mesmo a oportunidade de realmente descobrir o que deseja fazer.”

O projeto de Finnegan envolve a indústria, apoiado por um MITACS Accelerate Grant. Ele e a supervisora ​​Dra. Emily Rogers-Bradley, PhD, e a co-orientadora Dra. Ranita Manocha, MD, estão trabalhando com a Bionic Power para testar e analisar um auxílio à mobilidade, chamado Agilik. O dispositivo está sendo usado para melhorar os padrões de caminhada de Emme.

“A empresa ainda é uma startup, inicialmente nosso estudo envolve participantes que vivem com paralisia cerebral, mas a Bionic Power está começando a ver todas as diferentes pessoas que isso pode afetar, incluindo indivíduos que vivem com espinha bífida e pessoas que sofreram um acidente vascular cerebral”, diz Finnegan. .

Aproveitar parcerias, experiência e filantropia para ajudar as crianças a viverem da melhor maneira possível

A mãe de Emme faz parte de uma equipe de envolvimento de pacientes do Laboratório PONI e testemunhou as mudanças positivas em sua filha através da participação em pesquisas.

“A cada projeto, ela ganha confiança em suas habilidades e também entende qual é sua deficiência e como pode mudar sua perspectiva e abordagem para andar melhor”, diz Alli Comeau. “Penso que é cada vez mais importante para as futuras gerações de crianças com deficiência que façamos o máximo que pudermos para aprender e desenvolver novos produtos. Se as crianças não os experimentarem, se não aprendermos com as crianças, então o futuro gerações não se beneficiarão com isso.”

Condliffe diz que melhorar o cuidado das pessoas com deficiência ao longo da vida requer o apoio e a contribuição das famílias, combinado com abordagens e colaborações transdisciplinares.

“Nosso laboratório se concentra em indivíduos com deficiências físicas resultantes de distúrbios neurológicos que começam na infância”, diz Condliffe, da Cumming School of Medicine. “Precisamos ser melhores em encontrar o tratamento certo para a pessoa certa. Isso requer compreender o que causa dificuldades de movimento e como as intervenções podem ajudar. Isso também significa compreender o que nossos pacientes precisam, incluindo as barreiras que enfrentam.”

Emme diz que um dos projetos de pesquisa dos quais ela participou está ajudando outras crianças agora. “Fiz parte deste programa piloto de treinamento pessoal intensivo de movimento. Queria ficar mais forte para ser um jogador de beisebol melhor.”

Ela acrescenta que a equipe de pesquisa criou um programa especializado para ela. “Eu trabalhei na corrida. Eu tinha um elástico na cintura, e eles recuavam e eu corria o mais rápido que podia. No final, eles estavam cravando os calcanhares no chão para me impedir. Quanto mais pesquisa o melhor.”

O projeto piloto evoluiu para um programa comunitário oferecido duas vezes por ano a crianças com paralisia cerebral. É administrado em parceria com a ACH e centros de fitness comunitários.

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