Plataforma que simula desequilíbrios quer antecipar risco de quedas em idosos

Uma plataforma criada por pesquisadores da Universidade de Mogi das Cruzes (UMC) pretende ajudar a prevenir quedas em idosos ao simular situações reais de desequilíbrio e analisar, em tempo real, como o cérebro, os músculos e o corpo reagem. A tecnologia, desenvolvida ao longo de mais de dez anos de pesquisa com apoio da FAPESP – dos estudos iniciais, na linha de Auxílio à Pesquisa, ao protótipo , na linha de Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE) –, combina sensores, realidade virtual e jogos interativos e agora se prepara para chegar ao mercado por meio da startup Kerygma Technology, incubada na própria universidade. As quedas estão entre as principais causas de internação, perda de autonomia e morte em idosos. A prevalência de quedas na população idosa residente em áreas urbanas é de 25%, de acordo com a última edição do Estudo Longitudinal da Saúde dos Idosos Brasileiros (ELSI-Brasil), financiado pelo Ministério da Saúde. Entre pessoas com mais de 80 anos, o dado é ainda mais alarmante: quatro em cada dez pessoas sofrem esse tipo de acidente anualmente. Além das fraturas e hospitalizações, as quedas frequentemente levam à perda de independência, ao medo de caminhar e ao isolamento social. Segundo Daniela Cristina Carvalho de Abreu, fisioterapeuta especialista em gerontologia e professora da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP (FMRP-USP), o cenário é preocupante porque a sociedade continua tratando a queda como algo “normal” do envelhecimento. “Hoje entendemos a queda como um evento sentinela. Quando ela acontece, muito provavelmente várias alterações já vinham ocorrendo. Ela é a bandeira vermelha de que alguma coisa deixou de funcionar adequadamente.” Foi justamente diante desse cenário que o engenheiro da computação Alessandro Pereira da Silva, líder do Laboratório de Ambientes Virtuais e Tecnologia Assistiva (LAVITA), da UMC, começou a desenvolver a tecnologia em 2012. Ele conta que a ideia surgiu a partir de uma inquietação em relação aos métodos tradicionais usados para avaliar o equilíbrio. “Na época, o estudo do equilíbrio era feito em uma plataforma estática e o paciente era o elemento de desequilíbrio. O terapeuta precisava pedir para a pessoa inclinar um pouco para frente, um pouco para trás. No mundo real, no entanto, é o chão que muda, é o ambiente que gera o desequilíbrio”, explica. A solução encontrada foi criar uma plataforma capaz de se movimentar em diferentes direções e inclinações, simulando situações reais de instabilidade e desequilíbrio. Simular o desequilíbrio para entender o corpo A simulação desses desequilíbrios não acontece apenas pelo movimento da plataforma. Para tornar os exercícios mais próximos de situações do cotidiano e estimular a adesão ao tratamento, os pesquisadores incorporaram recursos de realidade virtual e gameterapia. Nos jogos desenvolvidos pela equipe, o paciente permanece sobre a plataforma enquanto controla movimentos dentro de ambientes virtuais. Em um dos cenários, por exemplo, o usuário navega por um rio e precisa deslocar o corpo lateralmente para coletar objetos. Quando surgem quedas d’água no ambiente virtual, a plataforma se inclina na mesma direção do cenário exibido nos óculos de realidade virtual. “O sistema responde ao jogo. Quando o cenário inclina, a plataforma inclina junto. Isso aumenta muito a imersão e nos permite avaliar como o cérebro e os músculos respondem ao desequilíbrio”, explica Silva. Enquanto isso, sensores registram continuamente como o corpo reage aos estímulos. O equipamento, que avalia quatro músculos da perna – que são chave para entender a chamada estratégia do tornozelo na correção dos desequilíbrios –, consegue rotacionar até 25 graus para frente, para trás e para os lados, com velocidade máxima de 7 graus por segundo, enquanto o sistema capta uma série de informações do paciente em tempo real. Um dos parâmetros analisados é o chamado centro de pressão (COP), indicador que mostra como o corpo distribui o peso para manter o equilíbrio. O sistema também mede a velocidade de deslocamento corporal, a distribuição da carga corporal, a ativação muscular por meio da eletromiografia (EMG) e a atividade cerebral pelo eletroencefalograma (EEG). “Conseguimos identificar, por exemplo, se a pessoa descarrega mais peso no lado direito do corpo do que no esquerdo. Isso pode indicar fraqueza muscular, alterações vestibulares ou compensações posturais importantes”, diz Silva. Segundo ele, a EMG permite analisar a ativação elétrica dos músculos estabilizadores envolvidos no equilíbrio postural, enquanto o EEG ajuda a identificar como o cérebro responde ao desequilíbrio. A plataforma trabalha justamente com dois mecanismos fundamentais do equilíbrio: o controle antecipatório e o compensatório. O primeiro ocorre antes da perda de estabilidade, quando o cérebro percebe que um desequilíbrio pode acontecer e prepara o corpo para reagir. Já o compensatório entra em ação depois da instabilidade, tentando evitar a queda. Um dos diferenciais da tecnologia, segundo Silva, é a sincronização de todos esses dados em uma mesma linha temporal. “Muitas plataformas conseguem coletar esses dados de forma isolada. O grande diferencial da nossa é que tudo é registrado de forma sincronizada. Isso diminui muito o viés metodológico para pesquisa e pode gerar futuramente um sistema preditivo de risco de queda”, afirma. Segundo Sandra Maria Sbeghen Ferreira de Freitas, professora da Universidade Cidade de São Paulo (Unicid) e especialista em controle do movimento humano e biomecânica, plataformas de força já são amplamente utilizadas em pesquisa para avaliação do equilíbrio e da oscilação postural, mas a integração simultânea de diferentes tecnologias ainda é um desafio. “Plataformas de força, eletromiografia e estudos combinando esses equipamentos já existem. O diferencial desse parece estar justamente em sincronizar tudo em um mesmo sistema e transformar isso em uma ferramenta aplicável para o profissional”, afirma. Carolina Daffara Do diagnóstico à prevenção Para Abreu, da FMRP-USP, a primeira etapa fundamental é estratificar o risco de queda. “E isso precisa ser simples, rápido e de baixo custo. Não adianta depender de uma ferramenta cara para fazer a triagem populacional”, pondera, ao ressaltar que, atualmente, as sociedades científicas internacionais recomendam que toda pessoa idosa passe ao menos uma vez por ano por uma triagem de risco de quedas, o que ainda não acontece de forma rotineira. A fisioterapeuta explica que a avaliação é simples: “Basicamente, fazemos três perguntas: se a pessoa caiu no último ano, se tem preocupação em cair e se sente instabilidade para andar ou realizar atividades. Depois aplicamos um teste rápido de mobilidade ou velocidade da marcha. Em menos de cinco minutos é possível classificar esse paciente como baixo, moderado ou alto risco de queda”, explica. Na sua avaliação, ferramentas mais avançadas, como a plataforma, entram em uma segunda etapa para aprofundar a avaliação de pessoas idosas com histórico de quedas ou maior risco de novos episódios, que se beneficiam de uma melhor compreensão dos fatores associados a essa condição. “A plataforma permite integrar informações sobre aspectos musculares, neurais e biomecânicos e isso pode ajudar a personalizar os treinamentos e tratamentos”, diz Abreu, esclarecendo que, muitas vezes, uma intervenção funciona para um paciente e não funciona para outro porque as necessidades são diferentes. “Quanto mais preciso é o diagnóstico, mais direcionada tende a ser a intervenção.” O fisioterapeuta Tabajara de Oliveira Gonzalez, integrante do grupo de pesquisa da UMC, afirma que a tecnologia surge justamente para preencher essa lacuna. “A plataforma foi pensada para responder ao desafio do envelhecimento da população. Queda em idosos é um problema de saúde pública no mundo inteiro. Você tem lesões associadas, óbitos, pacientes que acabam ficando acamados, gerando custos para o sistema de saúde e sem um trabalho preventivo muito efetivo”, afirma. Segundo ele, embora os idosos sejam um dos principais focos das pesquisas, a plataforma pode futuramente atender diferentes perfis de pacientes com alterações de equilíbrio, incluindo pessoas com doenças neurológicas, problemas vestibulares, amputações, obesidade e até mesmo atletas em reabilitação. “Você pode ter um paciente amputado que não consegue distribuir adequadamente o peso entre os lados do corpo, uma criança com déficit cognitivo ou um atleta voltando de lesão. São muitos os públicos possíveis”, diz. Freitas ressalta, porém, que tecnologias desse tipo ainda estão concentradas principalmente em universidades, laboratórios de pesquisa e grandes centros de reabilitação. “Essas avaliações exigem processamento de dados, interpretação especializada e equipamentos de alto custo. Por isso, ainda existem muitos desafios para transformar tudo isso em algo amplamente acessível no dia a dia clínico”, pondera. Apesar dos recursos de realidade virtual, os pesquisadores ressaltam que a tecnologia não pretende substituir o tratamento fisioterapêutico. “Quem propõe o tratamento é o profissional. O sistema permite que o fisioterapeuta controle velocidade, inclinação, dificuldade e escolha jogos específicos de acordo com a necessidade de cada paciente”, ressalta Silva. Abreu destaca que o treinamento físico continua sendo a principal ferramenta para prevenção de quedas. “O exercício físico é a base de tudo. E quanto mais o treino trabalha equilíbrio, força e mobilidade juntos, maior o impacto na prevenção.” Para a especialista, o grande desafio agora é transformar o conhecimento científico em política pública. “Precisamos conscientizar a população, capacitar os profissionais de saúde e criar linhas de cuidado para a pessoa idosa. Se conseguirmos identificar precocemente quem começa a perder equilíbrio, força e mobilidade, conseguimos intervir antes da queda acontecer.” Da pesquisa ao mercado O engenheiro eletricista André Roberto Fernandes da Silva, que também participou do desenvolvimento da tecnologia durante a realização do doutorado em Engenharia Biomédica na UMC destaca que a equipe trabalhou desde o início para garantir segurança durante os testes. “Tivemos muita atenção para oferecer segurança também para quem usa. A plataforma possui sistemas de sustentação, barras de apoio e cintos de proteção para ampliar o uso mesmo em pessoas com comprometimento importante de equilíbrio.” Ao final da avaliação, o sistema gera automaticamente um relatório em PDF com os dados coletados, informações clínicas do paciente e sugestões terapêuticas. A expectativa agora é avançar para uma nova etapa com apoio da inteligência artificial. “O hardware e o software básico estão prontos. O próximo passo é desenvolver uma plataforma de dados com inteligência artificial capaz de integrar todas essas informações e auxiliar na construção de modelos preditivos de risco de queda. Mas precisamos ampliar os testes humanos para validar melhor esses modelos”, afirma Fernandes da Silva. Agora, o objetivo é transformar o protótipo acadêmico em um produto disponível. “Nós já temos um protótipo funcional pronto para comercialização. Queremos ampliar os testes fora do ambiente universitário e levar a plataforma para clínicas, hospitais e centros de reabilitação. Se conseguirmos avançar, acreditamos que em cerca de um ano e meio já será possível escalar o produto para o mercado”, conclui o engenheiro.