Monitorização de impactos na cabeça com uma fita para a cabeça inteligente

Desde a nossa participação no Programa PANTHER até à conceção e utilização de um banco de ensaios único no seu género, dedicado à análise dos impactos rotacionais nos utilizadores de capacete, os engenheiros da Team Wendy têm estado sempre na vanguarda da investigação e desenvolvimento.

No âmbito do Programa PANTHER, uma equipa de investigação composta por engenheiros da Team Wendy e por parceiros universitários da Universidade de Wisconsin-Madison e da Universidade de Brown publicou um artigo no Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrónicos (IEEE) sobre uma nova tecnologia vestível utilizada para recolher dados em tempo real de pessoas que usam capacetes. O artigo está disponível apenas mediante subscrição, mas segue-se abaixo uma visão geral do importante trabalho que está a ser realizado para ajudar a compreender e minimizar as lesões cerebrais traumáticas. 

Faixa para a cabeça leve e vestível com componentes eletrónicos híbridos flexíveis para monitorização da cinemática da cabeça e deteção do risco de traumatismo cranioencefálico ligeiro

As lesões cerebrais traumáticas ligeiras (mTBI), tais como as concussões, constituem um problema de saúde significativo, especialmente no desporto e em contextos militares. Estas lesões resultam frequentemente de forças de alto impacto e podem conduzir a graves problemas de saúde a longo prazo. Para dar resposta a esta situação, os investigadores desenvolveram uma nova fita para a cabeça, leve e equipada com sensores avançados, para monitorizar os movimentos da cabeça e detetar potenciais lesões cerebrais em tempo real.

O Sistema de Fita para a Cabeça

A fita para a cabeça integra oito sensores minúsculos denominados acelerómetros triaxiais, que medem a aceleração da cabeça em três direções. Estes sensores estão dispostos numa configuração especial para captar com precisão os movimentos da cabeça durante os impactos. O sistema utiliza um algoritmo exclusivo que se baseia exclusivamente nestes acelerómetros, eliminando a necessidade de sensores adicionais, como giroscópios. Isto torna a fita para a cabeça mais eficiente em termos energéticos e mais confortável de usar.

Como funciona

Quando a fita para a cabeça deteta um impacto, começa a registar dados a uma frequência de 1600 vezes por segundo. Estes dados detalhados ajudam a compreender a gravidade e a direção do impacto. O design da fita para a cabeça garante que esta consiga medir com precisão tanto os impactos pequenos como os grandes, tornando-a adequada para vários cenários de alto impacto, tais como colisões desportivas ou exercícios de treino militar.

Testes e validação

Os investigadores testaram a fita para a cabeça num manequim concebido para imitar os movimentos da cabeça humana. Submeteram o manequim a impactos provenientes de diferentes direções e com vários níveis de força. Os resultados revelaram que as medições da fita para a cabeça eram altamente precisas e consistentes, correspondendo de perto aos dados dos sensores de referência. Esta validação confirma a fiabilidade da fita para a cabeça em condições reais.

Importância

Este inovador sistema de fita para a cabeça serve como «prova de conceito» para um conjunto de sensores leve e vestível, capaz de monitorizar com precisão os impactos na cabeça em tempo real. Pode ser utilizado em capacetes desportivos ou em equipamento militar para fornecer informação imediata sobre potenciais lesões cerebrais, ajudando a prevenir danos a longo prazo. O design leve e flexível da fita para a cabeça torna-a confortável de usar, incentivando a sua adoção em várias atividades de alto impacto.

Trabalhos futuros

Embora os testes atuais tenham sido realizados em ambientes laboratoriais controlados, a investigação futura centrar-se-á em testes no mundo real com participantes humanos. Isto ajudará a aperfeiçoar o desempenho da fita para a cabeça e a garantir a sua eficácia em cenários práticos, como em campos desportivos ou em operações militares.

Esta nova tecnologia de fita para a cabeça representa um avanço significativo na proteção das pessoas contra os perigos dos impactos na cabeça. Ao fornecer dados precisos e em tempo real sobre os movimentos da cabeça, tem o potencial de melhorar a segurança no desporto e em ambientes militares, reduzindo, em última análise, o risco de lesões cerebrais.