Órtese ativa para correção de assimetria na marcha de pacientes afetados pela síndrome do pé caído: um estudo inicial para o desenvolvimento de um produto acessível e funcional

Abstract

A síndrome do pé caído, um distúrbio que dificulta ou impede a execução do movimento de dorsiflexão do tornozelo, resulta em dificuldade para levantar a parte da frente do pé durante a marcha, prejudicando a caminhada e aumentando o risco de quedas. O uso de órteses tornozelo-pé (\textit{Ankle Foot Orthosis - AFO}) visa oferecer suporte, alinhamento e evitar a hiperextensão excessiva, mantendo o pé em uma posição mais funcional para auxiliar a dinâmica da marcha. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma órtese ativa tornozelo-pé, baseada em um sistema eletromecânico, com o objetivo de corrigir a marcha assimétrica causada pela síndrome do pé caído e se aproximar ao máximo da marcha de uma pessoa saudável. Durante a marcha, um sensor de pressão plantar detecta o início da fase de balanço, acionando um atuador elétrico que, por meio de um controlador PID, fornece o torque necessário para realizar o movimento de dorsiflexão de forma precisa e adaptada ao ritmo de caminhada. O atuador está acoplado a um came de perfil único, responsável por transformar o movimento rotacional motor em um movimento linear, elevando o pé do usuário. Esse sistema permite que a órtese detecte o momento ideal para aplicar um esforço assistivo, tanto para a dorsiflexão quanto para a flexão plantar, equalizando a marcha do indivíduo com pé caído à de uma pessoa saudável.

Drop Foot Syndrome is a condition that makes it difficult or impossible to perform the dorsiflexion movement of the ankle, resulting in difficulty lifting the front part of the foot during walking, impairing gait, and increasing the risk of falls. Using ankle-foot orthoses (AFOs) aims to provide support and alignment and prevent excessive hyperextension, keeping the foot in a more functional position to assist in gait dynamics. This work presents the development of an active ankle-foot orthosis based on an electromechanical system to correct the asymmetrical gait caused by foot drop and approach as closely as possible to the gait of a healthy person. During gait, a plantar pressure sensor detects the beginning of the swing phase, activating an electric actuator that, through a PID controller, provides the necessary torque to perform the dorsiflexion movement accurately and adapted to the walking rhythm. The actuator is coupled to a single-profile cam, responsible for transforming the rotational movement of the motor into a linear movement, raising the user's foot. This system allows the orthosis to detect the ideal moment to apply an assistive effort, for both dorsiflexion and plantar flexion, equalizing the individual's gait with foot drop to that of a healthy individual.