Lokomat: A Máquina de Reabilitação da Marcha Humana

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RESUMO OBJETIVO DO PROBLEMA: 
	O problema fala sobre como danos causados no sistema nervoso central podem limitar a capacidade de locomoção de alguns pacientes fazendo com que, dependendo da gravidade, eles só recuperem parte dos movimentos durante a fase de reabilitação. No entanto, hoje em dia, existe um aparelho que ajuda o paciente a recuperar a marcha humana gradativamente, mesmo que pouca; seu nome é Lokomat, esse aparelho é um sistema robotizado de reabilitação.
	Mesmo com seu alto custo uma clínica de ortopedia em São Paulo considerou comprá-lo para auxiliar nos tratamentos. Então reuniram os ortopedistas e fisioterapeutas para perguntar ao engenheiros biomédicos da clínica a funcionalidade deste aparelho, como ele poderia reproduzir a marcha normal em diversas condições, que tipo de controle poderia ser feito sobre cada uma das etapas da marcha e sobre como o equipamento poderia interferir em portadores de espasticidade. 
No final da reunião o diretor pediu que fosse feito um estudo dos parâmetros físicos da marcha de uma pessoa saudável e sua correlação com os parâmetros proporcionados pelo Lokomar. Esse estudo iria servir como base para uma análise da viabilidade econômica e financeira para se adquirir este equipamento. 
OBJETIVOS:
· Entender a marcha humana;
· Compreender a máquina Lokomat;
· Estudar a aplicação da Lokomat em pacientes de reabilitação;
· Analisar a viabilidade econômica e financeira deste equipamento; 
· Compreender as contraindicações do Lokomat. 
TERMOS DESCONHECIDOS: 
· Espasticidade: É um estado de hipertonia (aumento do tônus muscular) dos músculos esqueléticos que é frequentemente associada a um aumento dos reflexos tendinosos (estriamento súbito de um músculo) como pode ser observado na Figura 1. O aumento do tônus surge da atividade reflexa da medula espinhal continuada na ausência de inibição do córtex motor, como resultado de AVC, lesão na medula espinhal ou esclerose múltipla. É frequentemente acompanhada pela perda parcial, ou completa, dos movimentos voluntários e pode produzir dores e deformidades nos músculos afetados. (WALLER; SAMPSON, 2019)[1]
Figura 1 - Pessoa com espasticidade no braço.
Fonte: (Tua Saúde; 2020)[2].
QUESTÕES:
1. Como funciona o sistema robotizado de locomoção, Lokomat?
Hipótese: É um equipamento com a funcionalidade de auxiliar o paciente na reabilitação da marcha, através de suportes, uma esteira e sistemas de monitoramento. 
Validação da Hipótese: A hipótese está parcialmente correta. Tudo o que foi dito está certo, no entanto faltou citar com mais detalhes como ocorre a marcha e como é feito o monitoramento do sistema; no geral nada do que foi dito está absurdo comparado a realidade.
Resposta: A Lokomat controla a posição do paciente em um sistema de suporte do peso corporal. Esse controle depende da posição de um dispositivo robotizado que substitui o trabalho dos fisioterapeutas controlando a posição dos membros inferiores em um padrão temporal apropriada para as passadas através de forças de orientação impostas. Essa prótese guia os membros inferiores através de padrões fisiológicos de locomoção, pré-programados, enquanto o paciente sente estímulos proprioceptivos próximos dos normais no momento em que os membros inferiores estão em carga. Tudo isso pode ser resumido na Figura 2 que mostra um esquema simples desse equipamento e as partes que o compõem (MENDES, 2011)[3].
Figura 2 - Exemplo da máquina de marcha suspensa robótica, Lokomat.
Fonte: (HOCOMA, 2021)[4].
2. Como ocorre a marcha humana?
Hipótese: A marcha humana ocorre por meio de estímulos neurológicos enviados aos membros inferiores, a distribuição de peso e alternância de pernas em conjunto com as articulações faz com que o ser humano consiga andar. 
Validação da Hipótese: A hipótese está parcialmente correta. O que foi dito não está errado porém não é como é descrita a marcha humana, por exemplo não foi mencionado as fases da marcha, ou suas subdivisões, e como os membros inferiores agem dentro das fases.
Resposta: A marcha humana é dividida em dois ciclos sendo um de apoio, subdividido em cinco etapas, que são: choque do calcanhar, resposta à carga, apoio médio, apoio terminal e pré-balanço; e outro de balanço, subdividido em três partes que são: balanço inicial, balanço médio e balanço terminal. Esses estágios compõem o ciclo da marcha no qual a fase de apoio se inicia com o choque do calcanhar no solo, quando existe a sustentação do peso do corpo, e seu final configura a saída da parte anterior do pé resultante da flexão plantar. A fase de balanço começa depois da propulsão, quando os dedos deixam o solo, e apresenta seu término quando o calcanhar toca o solo, essas duas fases estão visualmente melhor representadas de acordo com a Figura 3. A fase de apoio corresponde a 60% da marcha, enquanto os outros 40% representam a fase de balanço (ROCHA; FAGUNDES, 2018)[5].
Figura 3 - Esquematização das fases da marcha.
Fonte: (RAMOS, 2016)[6].
3. Como é reproduzido a marcha normal em diversas condições e qual é o tipo de controle que pode ser feito em cada etapa no Lokomat?
Hipótese: A marcha normal é reproduzida através de um suporte que irá erguer o paciente e suportes nos pés que irão auxiliar o movimento dos membros inferiores, suavizando a tensão exercidas nas articulações. De acordo com o número de pesos postos na máquina é alterada a pressão exercida sobre o paciente.
Validação da Hipótese: A hipótese está parcialmente correta. Tudo o que foi dito está de acordo com o que de fato ocorre, no entanto faltou citar os suportes da parte pélvica, o alinhamento das ancas com o joelho, a locomoção da esteira, os detalhes da monitoração e mais alguns outros pequenos detalhes.
Resposta: O Lokomat é composto por um exoesqueleto com dois braços que fornecem suporte ao paciente na cintura pélvica e nos membros inferiores, através de apetrechos ajustáveis, interligados ao exoesqueleto (um em cada coxa e dois em cada pé). O comprimento das pernas é ajustado para alinhar as ancas e os joelhos de cada indivíduo com o eixo do exoesqueleto. A cintura pélvica é suportada por fitas elásticas fixas e atadas ao redor da cabeça dos metatarsos. Esta junto ao tronco são suportados por fita autoadesiva ligada ao apoio de tronco. O controle desta órtese é feito por um computador programado, motores de corrente contínua e dispositivos conectados às articulações dos joelhos e das ancas que proporcionam um padrão locomotor recíproco consistente com a cinemática da marcha humana normal e sincronizados com a velocidade do tapete rolante.
Este aparelho dispõe de dois graus de liberdade por membro inferior (flexão e extensão da anca e do joelho no plano sagital). As articulações são movimentadas por motores lineares, incluindo codificadores de posição e células de carga (transdutor de forças). A posição e tamanho dos dispositivos que se adaptam aos membros inferiores do paciente são ajustáveis. Durante o treino de marcha, a órtese se move de acordo com um padrão de marcha pré-definida (MENDES, 2011)[3].
4. Quais são as contraindicações e complicações do uso do Lokomat?
Hipótese: As contraindicações são para pacientes portadores de espasticidade, obesidade, osteoporose, em tratamento de câncer, doenças cardiopulmonares, lesões e fraturas não recuperadas. As possíveis complicações são sobrecarga nas articulações, lesões musculares e da coluna. 
Validação da Hipótese: A hipótese está parcialmente correta. Apesar de a maioria das complicações citadas estarem erradas, as doenças cardiopulmonares estão incluídas assim como todas as complicações possíveis, que no caso do Lokomat as únicas complicações possíveis são causadas em pacientes que possuem as contraindicações.
Resposta: Como o Lokomat é um aparelho muito exclusivo e por isso não é usado para qualquer tratamento, no entanto assim como qualquer um ele pode ter contraindicações para fatores de risco para cardiopatias (anormalidade da estrutura ou função do coração), pacientes com histórico recentes de trombose venosa profunda (TVP) e contraturas(rigidez ou contrição) articulares ou artrose. 
	As únicas complicações que podem ser causadas pelo uso do Lokomat são, evidentemente, as reações de quando ele é usado em casos de contraindicações, por exemplo (para cada caso): Um paciente com cardiopatia pode apresentar desregulação das funções cardíacas, pacientes com TVP podem sentir dores fortes e causar inchaço na região, já em pacientes com contraturas articulares pode causar lesões nos músculos ao forçá-los e, por fim, em pacientes com artrose pode ocorrer um maior desgaste do osso e agravando as lesões já existentes (GARÇÃO et al., 2017)[7]. 
5. Discorra sobre a viabilidade financeira do equipamento Lokomat.
Hipótese: Irá variar de acordo com a necessidade de uso, disponibilidade e verba do hospital. 
Validação da Hipótese: A hipótese está errada. No Brasil existe muito pouca viabilidade para este tipo de equipamento devido a sua dificuldade para importá-lo e seu alto valor de mercado.
Resposta: Infelizmente o Lokomat, não possui tanta viabilidade quanto era esperado. Na realidade só existem três desse aparelho no Brasil, pois apesar de seu preço ser semelhante, e até inferior, à uma ressonância magnética, custando, em 2020, um valor médio de R$ 1,5 milhões, sua utilidade é menor, já que obviamente o exame de ressonância é mais solicitado do que o tratamento com o Lokomat, assim como também esse parelho não possui fabricação no Brasil tendo então que importá-lo da própria empresa em que a sede se localiza na Suíça, e consequentemente todo esse trabalho encarece mais o produto. 
	Atualmente dois dos aparelhos estão localizados na região Sudeste do país, mais especificamente na cidade de São Paulo, sendo um no laboratório de robótica da rede Lucy Montoro e o outro na Associação de Assistência à Criança Deficiente (AACD); o terceiro está na região Centro-Oeste, na cidade de Goiânia, no Centro Estadual de Reabilitação e Readaptação Dr. Henrique Santillo (CRER) (WOLFF, 2020)[8].
MAPA CONCEITUAL: 
RESUMO CRÍTICO:
	O problema traz um assunto bastante interessante, até porque era a pauta das aulas de Ciências Biomédicas no último módulo. Além de ser motivador ele também é muito surpreendente na raridade do Lokomat e como ele funciona no corpo humano.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
[1] WALLER, Derek G.; SAMPSON, Anthony P.. Farmacologia Médica e Terapêutica. 5. Ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2019.
[2] PINHEIRO, Marcelle. Espasticidade: o que é, causas, sintomas e como é o tratamento. Tua Saúde, 2020. Disponível em: <https://www.tuasaude.com/espasticidade/>. Acessado em: 12/11/2021 10:20.
[3] MENDES, Catarina. M. P.. Treino de Marcha Suspensa Robotizada (Lokomat) em pacientes com lesão vertebro-medular incompleta. Porto: Universidade Fernando Pessoa. Escola Superior de Saúde, Licenciatura em Fisioterapia. 2011.
[4] HOCOMA. Lokomat. 2021. Disponível em: <https://www.hocoma.com/us/solutions/lokomat/>. Acessado em: 12/11/2021 10:20.
[5] ROCHA, Giulianna. R.; FAGUNDES, Diego. S.. Anatomia Aplicada à Fisioterapia. Porto Alegre: SAGAH, 2018.
[6] RAMOS, Luciana. C. FASES DA MARCHA: APLICAÇÃO E EXERCÍCIOS DO PILATES. Blog Pilates, 2016. Disponível em: <https://blogpilates.com.br/fases-da-marcha/>. Acessado em: 12/11/2021 10:20.
[7] GARÇÃO, D. C.; SOBRASL, J. M.; SANTOS, J. C. D.; MENDONÇA, V. B. D.; REZENDE, L. S.; SANTANA, M. M. S.; FONTES, P. A.; OLIVEIRA, T. V. C.. Intervenção fisioterapêutica com suporte parcial de peso em indivíduos pós-ave: revisão sistemática. Scire Salutis, v.7, n.1, p.6-14, 2017. DOI: http://doi.org/10.6008/SPC2236-9600.2017.001.0001.
[8] WOLFF, Italo. Pacientes imobilizados poderão voltar a andar com ajuda de armadura robótica no Crer. Jornal Opção, 2020. Disponível em: <https://www.jornalopcao.com.br/reportagens/protese-robotica-no-crer-232868/>. Acessado em: 12/11/2021 10:20.