Wearable optical sensor

Abstract

Neste trabalho foi desenvolvido um sensor para medição do ângulo de flexão do cotovelo de um indivíduo. Este sensor é uma ajuda na aferição da recuperação de uma pessoa que sofreu um acidente cardiovascular e que tenha perdido mobilidade no conjunto ombro-braço. Embora o sensor por si só não desempenhe uma função vital na recuperação de um paciente com as características referidas, espera-se que se torne uma ajuda na motivação da pessoa bem como uma maneira de quantificar o desenvolvimento por parte do profissional de saúde. Para este efeito, foi usada uma fibra óptica de plástico uma vez que reúne algumas características importantes para o trabalho a realizar, como é o caso do seu reduzido tamanho, peso e custo de produção, a sensibilidade a flexões macroscópicas e, devido ao diâmetro consideravelmente largo, facilidade em ser manuseada. Foram ainda investigados alguns métodos para tornar a referida fibra verdadeiramente sensível sendo também apresentados os resultados obtidos. Com o intuito de inovar, foi apresentado um novo método para a realização desta medição sendo o seu comportamento comparado com os procedimentos anteriores. No âmbito desta dissertação, o sensor foi também integrado num sistema inteligente que permite o envio dos valores obtidos para um computador, sendo possível posteriormente a sua representação numa aplicação gráfica para uma melhor visualização. Este sistema possui um módulo de comunicações sem fios que visa aumentar a liberdade de movimentos do utilizador durante a execução do teste bem como diminuir ao máximo o incómodo causado pelo sensor.

ABSTRACT: In this work a sensor to measure the bending angle of the elbow of an individual was developed. This sensor is a helping tool to ascertain the degree of recovery of a person who suffered a cerebral vascular accident resulting in a loss of mobility of the shoulder-arm set. Although the sensor itself plays no vital role in recovery of a patient with the mentioned damages it is expected that it will become a mean of motivation of the patient and also a way of measuring the progress by the health professional. For this purpose a polymer optical fibre was used because it gathers some important features for the aim of this work such as being small and of little weight and not costly to develop, sensitive to macroscopic bendings and, due to its considerably large diameter, of easy handling. One has also investigated some methods to make the mentioned fibre truly sensitive to bending and the achieved results are also displayed. With the view to innovate a new method to perform this measurement is introduced and its behaviour compared to the previous procedures. Within the frame of this thesis, the sensor has also been integrated in a smart system that allows capture and transmission of the achieved results to a computer to enable their posterior graphical representation for a better vision. This system has a unit of wireless communication aiming the increase freedom of movement of the user during tests and also to reduce as far as possible the discomfort caused by wearing the sensor.