Research on Biomedical Engineering
https://rbejournal.org/article/5889fb785d01231a018b4645
Research on Biomedical Engineering
Original Article

Aperfeiçoamento e validação de simulador de desorientação espacial

Improvement and validation of a motion sickness simulator

Russomano, Thaís; Azevedo, Dario F. G.; Gessinger, Rosirene; Piedade, Luiz A.; Porto, Flávia; Gurgel, Jonas; Giongio, Janice L.; Santos, Marlise A.; Beck, João Carlos P.

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Resumo

A desorientação e a cinetose espaciais são causas comuns de acidentes. A cadeira rotatória tem sido muito usada para treinar pilotos e astronautas. Este estudo apresenta o desenvolvimento de uma Cadeira Rotatória Eletricamente Controlada (CREC), único dispositivo brasileiro deste tipo. A CREC respeita os seguintes critérios: rotação de 10 rpm a 40 rpm; carga máxima acidental de 100 kg; ausência da variação nominal da aceleração durante a rotação. A rotação da cadeira é promovida por um motor elétrico (24 Vcc), cuja rotação nominal é 3.000 rpm. Esta velocidade é reduzida por um fator de 15:1. A transmissão é efetuada através de duas polias de canal trapezoidal e uma correia de perfil trapezoidal modelo “A29”. A relação entre a polia motora e a movida é de 5:1. Para validar a CREC como simulador de desorientação espacial, foi elaborado um estudo duplo-cego, randomizado, placebo controlado. Doze indivíduos sadios, do sexo masculino, entre 18 e 22 anos, realizaram duas sessões de teste em dias diferentes, recebendo escopolamina 0,3 mg ou placebo de lactose, 1 h antes do início do teste. O teste iniciava-se com o voluntário sendo posicionado na CREC, a qual era girada a 25 rpm. Para estimular ainda mais o sistema vestibular, o voluntário movia a cabeça 45º para frente, para trás e para as laterais direita e esquerda. Os resultados mostraram que o tempo médio de rotação diminuiu de 711,25 s sob o efeito da escopolamina para 471,64 s quando o placebo foi administrado (p < 0,05). Cem por cento dos voluntários que receberam o placebo apresentaram palidez, sudorese e náusea, e 92% referiram desorientação. Estas porcentagens foram reduzidas para cerca de 70% quando sob o efeito da escopolamina. A sintomatologia apresentada pelos voluntários comprovou que a CREC desenvolvida é eficiente como simulador da desorientação espacial. A escopolamina foi eficiente na redução da sintomatologia associada à desorientação espacial e no aumento do tempo de rotação.

Palavras-chave

Cadeira rotatória, Cinetose espacial, Desorientação espacial, Escoplamina, Sistema vestibular.

Abstract

Spatial disorientation and motion sickness are common causes of accidents during flights and space missions. Rotary chairs have been widely used to train pilots and astronauts. This paper presents the development of an electrically controlled rotary chair (ECRC), the unique Brazilian device of this type. The ECRC has the following specifications: rotation range from 10 rpm to 40 rpm; maximal accidental load of 100 kg; no nominal variation of the acceleration during rotation. A DC motor (24 V) was placed on the axis of the chair in order to promote its rotation. The nominal rotation of the motor is 3,000 rpm. A reducer was used to decrease it by a factor of 15:1. The transmission is given by two trapezoidal canal pulleys and a chain (model A29) with a reduction factor of 5:1. A double blind, placebo controlled, randomized study was performed. Twelve healthy individuals (18 to 22 years old) underwent two sessions in different days, in which they took either 0.3 mg of scopolamine or placebo 1 hour before the beginning of the test. The test session started by placing the volunteer on the ECRC and rotating the chair at 25 rpm. The volunteer was instructed to move his head 45º to front, back, to right and left, in order to further stimulate the vestibular system. The results showed that the mean rotation time decreased from 711.25 s when scopolamine was taken to 471.64 s when placebo was used (p < 0.05). One hundred percent of the volunteers presented pale skin, sweatiness and nausea, and 92% mentioned disorientation with placebo. These percentages decreased to around 70% under the effect of scopolamine. The signs and symptoms presented by the volunteers confirmed that the ECRC was efficient as a motion sickness simulator. Scopolamine reduced the symptomatology of motion sickness and increased the rotation time.

Keywords

Motion sickness, Rotary chair, Scopolamine, Spatial disorientation, Vestibular system.
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