Development of an ergonomic manual wheelchair pushrim

A propulsão manual representa a principal forma de locomoção das pessoas que necessitam de cadeira de rodas, e tem sido relacionada com a alta prevalência de dor e inflamação nos membros superiores, devido principalmente à carga elevada e aos movimentos repetitivos durante a atividade de propulsão da cadeira de rodas. O aro de propulsão convencional é um tubo metálico circular instalado lateralmente à roda, através do qual o usuário impulsiona e freia a cadeira, e apresenta diâmetro insuficiente para preensão adequada das mãos, oferecendo superfície de contato e atrito insuficientes, o que exige maior força para segurar o aro, diminuindo a eficiência da propulsão. Este estudo tem como objetivo desenvolver um aro de propulsão manual ergonômico para cadeira de rodas. Os procedimentos metodológicos foram divididos em três etapas: desenvolvimento do conceito, que envolve a criação do design do produto, com base em dados antropométricos e ergonômicos; confecção de um modelo, através da técnica de prototipagem rápida e moldagem para reprodução seqüencial de peças; avaliação do equipamento, composta de experimentação feita por usuários de cadeira de rodas seguida de aplicação de questionário para da percepção de qualidade do equipamento. A técnica utilizada de prototipagem rápida e moldagem para reprodução de peças mostrou-se adequada a este estudo, ao produzir um modelo idêntico ao projetado em software de CAD. O modelo, produzido em poliuretano, apresentou acoplamento adequado com a mão, e cumpriu os objetivos de minimizar a postura flexora dos dedos e oferecer maior superfície de contato, através de seu desenho ergonômico baseado em medidas antropométricas da mão. Os usuários de cadeira de rodas consideraram que o aro ergonômico oferece, em comparação ao aro original: maior conforto na propulsão e frenagem da cadeira; melhor encaixe para as mãos; menor exigência de força nas mãos para segurar o aro; maior facilidade para propulsionar e manobrar a cadeira. Ainda que os resultados indiquem boa adequação da mão ao aro ergonômico, com conforto e facilidade na locomoção referidos pelos pacientes, há a necessidade de melhor avaliação do equipamento, através de estudos que explorem os aspectos cinéticos e cinemáticos da propulsão manual com o aro ergonômico. Ainda, há a necessidade de compreender os efeitos do uso prolongado do aro ergonômico, com o usuário utilizando-o em seu ambiente, realizando suas atividades e enfrentando as dificuldades rotineiras de locomoção com a cadeira de rodas. A utilização de conceitos inovadores no design de produtos de tecnologia assistiva, característica que define a essência deste trabalho, sinaliza a tendência de desenvolvimento de produtos e soluções cada vez mais avançados e personalizados para pessoas com necessidades especiais.The manual propulsion represents the main form of locomotion of persons who need a wheelchair, and has been associated with high prevalence of pain and inflammation in the upper limbs, due mainly to high load and repetitive movements during wheelchair propulsion. The wheelchair pushrim is a circular metal tube installed laterally on the wheel, through which the user pushes and breaks the wheelchair. The conventional wheelchair pushrim has insufficient diameter to proper grip of the fingers, providing insufficient surface contact area and friction, which requires greater strength to hold the pushrim, reducing the efficiency of propulsion. This study aims to develop an ergonomic wheelchair pushrim. The methodological procedures were divided into three stages: concept development, which involves the design of the product, based on anthropometric and ergonomic data; construction of a model, using the technique of rapid prototyping and molding for reproduction of parts; equipment evaluation, consisting of experimentation by wheelchair users, followed by a questionnaire for assessing the perceived quality of the equipment. The technique of rapid prototyping and molding for reproduction of parts of the pushrim was appropriate to this study by producing a model identical to that designed in CAD software. The model, made of polyurethane, showed adequate coupling with the hand, and fulfilled the objective of minimizing the flexor posture of the fingers and providing greater contact surface, through its ergonomic design based on anthropometric measures of hand. The wheelchair users found that the ergonomic pushrim design offers, compared to the conventional pushrim: greater comfort in propelling and braking the wheelchair; better fit for the hands; lower demand for force in the hands to hold the pushrim; easier to propel and maneuver the wheelchair. Although the results indicate good adaptation of the hand to the ergonomic pushrim, with comfort and ease of locomotion reported by patients, there is a need for better assessment of the equipment, through studies that explore the kinetic and kinematic aspects of manual wheelchair propulsion with the ergonomic pushrim. Still, there is a need to understand the effects of prolonged use of the ergonomic pushrim, with the users using it in their environment, making their activities and facing the difficulties of locomotion with a wheelchair. The use of innovative concepts in the design of assistive technology products, a characteristic that defines the essence of this study, indicates the trend of developing products and solutions increasingly advanced and customized for people with special needs