Resumo: O controle postural é essencial para o desempenho das atividades da vida diária, mas seu desempenho diminui com o envelhecimento ou doenças, aumentando o risco a queda. Os testes atuais de equilíbrio clínico são incapazes de quantificar esses mecanismos subjacente. A modelagem matemática aliada à simulação computacional apresenta uma forma de reproduzir o comportamento do sistema de manutenção de equilíbrio humano e propor soluções para prevenção de quedas. As técnicas de identificação de sistemas em combinação com perturbações externas podem fornecer uma maneira de detectar deficiências dos mecanismos subjacentes e estimar um modelo não paramétrico do sistema de manutenção de equilíbrio. Palavras-chave: Modelagem matemática, sistema de manutenção de equilíbrio, técnicas de identificação de sistemas.Abstract: Postural control is essential for the performance of activities of daily living, but its performance decreases with aging or diseases, increasing the risk of falls. Current clinical balance tests are unable to quantify these underlying mechanisms. The mathematical modeling allied to the computational simulation presents a way to reproduce the behavior of the human balance maintenance system and propose solutions to prevent falls. Systems identification techniques in combination with external perturbations can provide a way to detect deficiencies of the underlying mechanisms and to estimate a nonparametric model of the equilibrium maintenance system. Keywords: Mathematical modeling, equilibrium maintenance system, systems identification techniques.
IntroduçãoO grande interesse no sistema de manutenção de equilíbrio humano resultou em muitas publicações em que o objetivo comum era identificar os mecanismos de controle do equilíbrio. O sistema de manutenção do equilíbrio envolve o sistema nervoso central, o sistema sensorial e sistema músculo-esquelético. O sistema músculo-esquelético é o responsável pelo controle postural, seja em situações (quase) estáticas seja em situação de movimentação dinâmica. Este sistema garante o controle postural através da integração de sinais oriundos do sistema sensorial para determinar a resposta apropriada, que é enviada aos músculos e resulta em torques articulares corretivos para manter o corpo na posição desejada [1]. O controle postural é essencial para o desempenho das atividades da vida diária, mas seu desempenho diminui com o envelhecimento [2]. O envelhecimento degrada a capacidade do sistema de manutenção do equilíbrio, aumentando a possibilidade da incidência de quedas.[3].Uma queda pode gerar consequências graves, como fraturas, hospitalização, perda da independência, maior susceptibilidade a uma futura queda com risco de mortalidade, medo de cair, limitação das atividades e aumento do risco de institucionalização [4]. As lesões relacionadas com quedas constituem dois terços de todas as lesões não intencionais que levam à morte em idosos. Em torno de 30 a 40% dos idosos que sofrem quedas, morrem cada ano [5]. Além disso, sabe-se que o risco de queda com o en...