Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dias, Nuno Miguel Pereira
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/10316/116513
Resumo: Dissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
id RCAP_f32f02203a1bfdb822f7ff1cba4db220
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/116513
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository_id_str https://opendoar.ac.uk/repository/7160
spelling Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and RehabilitationJoelheira Wireless para Análise e Reabilitação da Marcha HumanaKnee BraceHuman GaitWirelessSerious GameRehabilitationJoelheiraMarcha HumanaWirelessJogo SérioReabilitaçãoDissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe ageing population is increasing, creating a pressing need for new rehabilitation methods that reduce dependence on physiotherapists at every stage of the process. These methods must be cost-effective and easily accessible, enabling injury individuals to maintain their independence and improve their quality of life with minimal direct supervision.The objective of this Dissertation was to develop a knee brace and a serious game that together promote proper rehabilitation for patients who have suffered injuries affecting the knee joint and, consequently, their gait. The final product is a system comprising a knee brace with an encoder for measuring the angle of the knee, accessories for its correct operation, and an app. The data collected by the knee brace is sent to a microcontroller, which then transmits it to a database via WiFi. A buzzer is also connected to the microcontroller to provide feedback to the patient and the user. In order to facilitate the patient's lower limb rehabilitation, the serious game utilises the angle read in real time from the encoder to place a figure on the screen. The figure must avoid obstacles, thus ensuring that, at the conclusion of a session, the patient will have performed the movement deemed appropriate for human gait rehabilitation on that session. The data from each session is stored in the same database, which allows the user to access concrete data on the patient's progress and make a more accurate rehabilitation plan.This Dissertation demonstrated that combining an instrumented knee brace with a serious game can be a valuable tool for the rehabilitation of patients with knee injuries. The development and testing phases showed that the system is capable of providing accurate data and real-time feedback, contributing to a more efficient and motivating recovery process.A população envelhecida está a aumentar, criando uma necessidade urgente de novos métodos de reabilitação que reduzam a dependência dos fisioterapeutas em todas as etapas do processo. Estes métodos devem ser económicos e de fácil acesso, permitindo que os indivíduos lesionados mantenham a sua independência e melhorem a sua qualidade de vida com supervisão mínima.Esta Dissertação teve como objetivo desenvolver uma joelheira instrumentada e um jogo sério que, juntos, promovam uma reabilitação adequada para pacientes que sofreram lesões que afetam a articulação do joelho e, consequentemente, a sua marcha. O resultado final é um sistema composto por uma joelheira que inclui um encoder para medir com precisão o ângulo do joelho, acessórios necessários para o seu correto funcionamento e uma aplicação. As informações recolhidas pela joelheira são enviadas para um microcontrolador, que, por sua vez, envia os dados para uma base de dados via WiFi. Um buzzer está também ligado ao microcontrolador para fornecer feedback ao paciente e ao utilizador. Para apoiar a reabilitação do membro inferior do paciente, o jogo sério utiliza os dados dos ângulos dos joelhos lidos em tempo real pelo encoder para posicionar uma figura no ecrã. A figura tem de evitar obstáculos, de forma que, no final de uma sessão, o paciente tenha realizado várias vezes o movimento considerado correto para a marcha humana. Os dados de cada sessão são armazenados na mesma base de dados, onde o utilizador pode posteriormente aceder a dados concretos sobre o progresso do paciente e realizar uma reabilitação mais precisa.Esta Dissertação demonstrou que a combinação de uma joelheira instrumentada com um jogo sério pode ser uma ferramenta valiosa para a reabilitação de pacientes com lesões no joelho. As fases de desenvolvimento e teste mostraram que o sistema é capaz de fornecer dados precisos e feedback em tempo real, contribuindo para um processo de recuperação mais eficiente e motivador.2024-07-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://hdl.handle.net/10316/116513https://hdl.handle.net/10316/116513TID:203693272engDias, Nuno Miguel Pereirainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2024-09-11T22:07:37Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/116513Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:10:14.130144Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
dc.title.none.fl_str_mv Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation
Joelheira Wireless para Análise e Reabilitação da Marcha Humana
title Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation
spellingShingle Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation
Dias, Nuno Miguel Pereira
Knee Brace
Human Gait
Wireless
Serious Game
Rehabilitation
Joelheira
Marcha Humana
Wireless
Jogo Sério
Reabilitação
title_short Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation
title_full Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation
title_fullStr Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation
title_full_unstemmed Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation
title_sort Wireless Knee Brace for Human Gait Analysis and Rehabilitation
author Dias, Nuno Miguel Pereira
author_facet Dias, Nuno Miguel Pereira
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Dias, Nuno Miguel Pereira
dc.subject.por.fl_str_mv Knee Brace
Human Gait
Wireless
Serious Game
Rehabilitation
Joelheira
Marcha Humana
Wireless
Jogo Sério
Reabilitação
topic Knee Brace
Human Gait
Wireless
Serious Game
Rehabilitation
Joelheira
Marcha Humana
Wireless
Jogo Sério
Reabilitação
description Dissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-07-26
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10316/116513
https://hdl.handle.net/10316/116513
TID:203693272
url https://hdl.handle.net/10316/116513
identifier_str_mv TID:203693272
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron:RCAAP
instname_str FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
collection Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository.name.fl_str_mv Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
repository.mail.fl_str_mv info@rcaap.pt
_version_ 1833602599943667712

Registros relacionados