Desenvolvimento e validação de um sistema para análise neuromuscular em tempo real para pessoas com Esclerose Lateral Amiotrófica

dc.contributor.advisorLindquist, Ana Raquel Rodriguespt_BR
dc.contributor.advisor-co1Rodríguez, Denis Delislept_BR
dc.contributor.authorFernandes, Ana Paula Mendonçapt_BR
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-0100-8026
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4447544386255111
dc.contributor.referees1Cavalcanti, Fabricia Azevedo da Costa
dc.contributor.referees2Fernandes, Felipe Ricardo dos Santos
dc.date.accessioned2025-05-19T23:35:02Z
dc.date.issued2025-02-13
dc.description.abstractIntroduction: Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a severe neurodegenerative disease that progressively compromises patients’ functionality and quality of life. The analysis of surface electromyography (SEMG) and accelerometry (ACC) signals plays a fundamental role in early diagnosis and therapeutic planning. However, the high cost of devices and the complexity of neuromuscular pattern classification limit access to these technologies, especially within the context of the Brazilian Unified Health System. Given this scenario, the development of accessible and efficient systems for ALS diagnosis and monitoring becomes essential. Objectives: This project aims to develop and validate a system for the real-time collection, processing, and analysis of EMG and ACC signals. The tool is designed to assist in the screening of ALS patients, accelerating the diagnostic process, supporting exercise prescription, and monitoring ALS progression. Methodology: The developed system consists of a low-cost SEMG sensor integrated into a computer via MQTT communication. The collected data is processed in real time, allowing instant analysis of neuromuscular signals. The validation of the sensor and processing code was conducted with a control group of four healthy individuals, ensuring the system’s reliability before clinical application. Results: The system validation included bench tests, pilot studies with four healthy individuals, and real-time processing code evaluation. EMG data were analyzed using statistical tests, including the intraclass correlation coefficient (ICC), Bland-Altman analysis, and energy ratio, demonstrating high consistency and agreement between methods. To validate the real-time processing code, raw and processed signals from each individual were compared using Pearson correlation, linear regression, and the SPM1D test, showing a strong linear correlation (r > 0.96), no statistically significant differences (p > 0.05), and regression coefficients close to 1, with high determination coefficients (R2 > 0.92). Conclusion: The developed system integrates advanced monitoring and signal analysis technologies, providing an accessible solution to support ALS diagnosis, track disease progression, and establish personalized therapeutic goals. Its high performance in preliminary validation reinforces its potential for clinical application and future incorporation into Brazilian Unified Health System.
dc.description.embargo2026-02-24
dc.description.resumoIntrodução: A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa grave que compromete progressivamente a funcionalidade e a qualidade de vida dos pacientes. A análise de sinais eletromiográficos de superfície (EMGs) e acelerometria (ACC) desempenha um papel fundamental no diagnóstico precoce e no planejamento terapêutico. No entanto, o alto custo dos dispositivos e a complexidade na classificação de padrões neuromusculares limitam o acesso a essas tecnologias, especialmente no contexto do Sistema Único de Saúde (SUS). Diante desse cenário, torna-se essencial o desenvolvimento de sistemas acessíveis e eficientes para diagnóstico e monitoramento da ELA. Objetivos: Este projeto tem como objetivo desenvolver e validar um sistema para a coleta, processamento e análise em tempo real de sinais EMGs e ACC. A ferramenta visa auxiliar na triagem de pacientes com ELA, acelerando o processo de diagnóstico, na prescrição de exercícios e no monitoramento da progressão da ELA. Metodologia: O sistema desenvolvido consiste em um sensor EMGs de baixo custo, integrado a um computador por meio de comunicação MQTT. Os dados coletados são processados em tempo real, permitindo análise instantânea dos sinais neuromusculares. A validação do sensor e do código de processamento foi realizada em um grupo controle, composto por quatro pessoas saudáveis, garantindo a confiabilidade do sistema antes de sua aplicação clínica. Resultados: A validação do sistema incluiu testes de bancada, estudos piloto com quatro indivíduos saudáveis e a avaliação do código de processamento em tempo real. Os dados de EMGs foram analisados por meio de testes estatísticos, incluindo coeficiente de correlação intraclasse (ICC), análise de Bland-Altman e razão de energia, demonstrando alta consistência e concordância entre os métodos. Para validar o código em tempo real, os sinais brutos e processados de cada indivíduo foram comparados por meio de correlação de Pearson, regressão linear e teste SPM1D, apresentando forte correlação linear (r > 0,96), ausência de diferenças estatisticamente significativas (p > 0,05) e coeficientes de regressão próximos de 1, com elevados coeficientes de determinação (R2 > 0,92). Conclusão: O sistema desenvolvido integra tecnologias avançadas de monitoramento e análise de sinais musculares, proporcionando uma solução acessível para apoiar o diagnóstico, monitorar a progressão da ELA e estabelecer objetivos terapêuticos personalizados. Seu alto desempenho na validação preliminar reforça seu potencial para aplicação clínica e futura incorporação ao SUS.
dc.identifier.citationFERNANDES, Ana Paula Mendonça. Desenvolvimento e validação de um sistema para análise neuromuscular em tempo real para pessoas com Esclerose Lateral Amiotrófica. Orientadora: Dra. Ana Raquel Rodrigues Lindquist. 2025. 131f. Dissertação (Mestrado em Fisioterapia) - Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63626
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIApt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.subjectEletromiografia de superfície
dc.subjectAcelerômetro
dc.subjectEsclerose Lateral Amiotrófica
dc.subjectProcessamento de sinais
dc.subject.cnpqCIENCIAS DA SAUDE::FISIOTERAPIA E TERAPIA OCUPACIONAL
dc.titleDesenvolvimento e validação de um sistema para análise neuromuscular em tempo real para pessoas com Esclerose Lateral Amiotrófica
dc.typemasterThesispt_BR

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