Research on Biomedical Engineering
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Research on Biomedical Engineering
Original Article

Implementação de transdutores com extensômetros para monitorar forças exercidas pelos membros superiores e inferiores de pacientes

Implementation of strain gage transducers for monitoring forces exerted by upper and lower limbs of patients

Faria, Uender da Costa; Carvalho, Aparecido Augusto de

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Resumo

Este artigo descreve dois tipos de transdutores implemen tados com extensômetros. O primeiro é fixado em muletas e tem por objetivo medir os três componentes ortogonais de forças exercidos pelos membros superiores de pacien tes. O segundo, inserido em palmilhas, visa monitorar os esforços exercidos pelos membros inferiores. O conheci mento destes esforços é muito importante para diagnosti car patologias presentes na marcha com muletas e/ou ela borar projetos de sistemas artificiais de locomoção. São apresentados a teoria, o projeto e detalhes de construção dos transdutores. É descrita a metodologia utilizada para a determinação de suas características estáticas e dinâmi cas. Apresentaram excelente linearidade, pequena histerese e excelente repetibilidade. Os fixados nas muletas possu em uma faixa dinâmica de 500 N, baixa interferência entre os componentes ortogonais de força, tempo de descida médio de 4,8 ms e resolução melhor que 0,3 N. Os implementados para os membros inferiores possuem fai xa dinâmica diferenciada, tempo de descida médio de 3,2 ms e resolução melhor que 0,3 N. Os transdutores poderão ser úteis em Engenharia de Reabilitação, Biomecânica e Medicina.

Palavras-chave

Extensômetro, Muleta, Transdutor, Mem bros superiores, Membros inferiores, Engenharia de Reabi litação.

Abstract

Strain gages transducers was designed to measure three dimensional forces applied to a crutch by upper limbs and the efforts applied to inner soles by lower limbs. The knowledge of these efforts is very important for diagnosing pathologies in a gait with crutches and/or for elaborating projects of gait artificial systems. The theory, design, and transducer details are presented. The methodology used for the determination of the transducers static and dynamic characteristics are described. They presented linear response, excellent repeatability, and low hysteresis. The transducers fixed in the crutches have a dynamic range of 500 N, low crosstalk among the verticals and horizontals axes. They have an average fall time of 4.8 ms and a resolution better than 0.4 N. Those implemented for the inner soles have two dynamic ranges, an average fall time of 3.2 ms and a resolution better than 0.3 N. The transducers can be useful in Rehabilitation Engineering, Biomechanics, and Medicine.

Keywords

Crutches, Lower limbs, Rehabilitation Engineering, Strain gauges, Transducer, Upper limbs.
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Res. Biomed. Eng.

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