Inventada prótese que reduz a dor fantasma em amputados

Estudante americana inspirou-se no pai, veterano da Força Aérea americana, para criar solução contra dor em membros amputados, que aguarda patente para ser comercializado

É necessário ter conhecimentos técnicos avançados para se tornar um inventor? A história de Katherine Bomkamp prova que não. Aos 20 anos, a jovem teve a ideia por trás do Pain Free Socket, prótese que pretende reduzir a dor em membros fantasmas de amputados. O equipamento, agora aguardando patente, funciona aplicando calor na articulação do amputado por meio de um “biofeedback” térmico. A teoria é de que, quando as terminações nervosas são aquecidas, o cérebro é forçado a se concentrar no calor em vez de enviar sinais ao membro ausente.

Estudante da West Virginia University, Bomkamp estava no colegial quando começou a trabalhar na invenção. Na época, ela não tinha conhecimento nenhum de engenharia química ou elétrica, essenciais para a criação do aparelho. “Era tudo estranho para mim. Eu não tinha interesse em engenharia antes disso”, afirmou a estudante, que fazia um curso técnico de justiça criminal durante o ensino médio em Maryland. Na faculdade, ela estuda ciência política e quer, no futuro, cursar a faculdade de Direito.

Sua experiência mostra como ambição, persistência e uma grande dose de curiosidade podem estabelecer a base para conquistas revolucionárias, mesmo as tecnológicas. E também mostra que se apoiar na experiência e recursos dos outros costuma ser tão bom quanto ou melhor que fazer tudo sozinho. Líderes empresariais como Steve Jobs sabiam disso. E, mesmo assim, quando pensamos em inventores, vem à nossa mente uma alma solitária encolhida em um laboratório no porão durante semanas ou meses antes de surgir anunciando uma vitória conquistada sozinha.

As sementes do Pain Free Socket foram plantadas quando ela, filha de um veterano inválido da Força Aérea, teve de passar horas em salas de espera do Centro Médico Militar Walter Reed – hospital na Virgínia que já foi fechado – sentada entre soldados feridos que haviam voltado do Iraque e Afeganistão, muitos dos quais amputados.

“Eles me contavam suas histórias e sempre mencionavam a dor fantasma.” Ela começou a pesquisar o problema e descobriu que a “maioria dos amputados recebe antipsicóticos e barbitúricos, que são caros e têm uma taxa elevada de vício”. “Então quis ver se poderia eliminar a necessidade dessas drogas holisticamente.” Uma oportunidade de ir atrás da ideia surgiu quando o professor de química anunciou uma feira de ciências. Querendo “fazer algo significativo que impactasse a comunidade”, ela decidiu trabalhar num equipamento para tratar a dor fantasma.

“Meu processo de pensamento foi: quando estiro um músculo, aplico calor nele. Se eu aplicasse o mesmo conceito para tratar a dor fantasma, pensei que poderia funcionar.” O único problema era a execução. Não havia ninguém mais distante da definição de ‘geek’ de matemática ou ciências do que Bomkamp; não havia como ela conseguir sozinha. Assim, ela começou a enviar e-mails a professores de engenharia de universidades da área pedindo seu auxílio. “Todos foram muito receptivos. Todos me convidaram para ir trabalhar em seus laboratórios. Escolhi a Universidadede Maryland por ser a mais próxima de casa.”

E assim, toda sexta-feira, ela faltava à escola – com autorização – e a mãe a levava à cidade de College Park. Lá, ela trabalhou com o professor Gilmer L. Blankenship no departamento de engenharia elétrica e computacional, e seu chefe de laboratório, Jay Renner. “Eles me ensinaram o elementar da engenharia elétrica — programação elétrica, transmissão de calor. Basicamente, tiveram de me ensinar tudo.”

Eles a ajudaram a construir um encaixe de prótese como primeiro protótipo; meias elétricas, do tipo usado por caçadores, serviram como fonte de calor do equipamento. Só que a engenharia era apenas metade da batalha. Bomkamp queria expandir a invenção e construir um membro prostético. Quem o construiria sem cobrar 15 mil dólares (cerca de 28 mil reais), o custo típico de um membro artificial?

Novamente, ela se valeu da pesquisa básica, imprimindo os nomes das empresas de prótese que encontrou no site da Amputee Coalition of America e fazendo telefonemas. “Muita gente desligava dizendo que não ia dar certo, que eu não passo de uma criança, que não devia perder o tempo deles.” Por fim, ela contatou Jake Godak, que na época trabalhava na Cascade, fornecedora de órteses e próteses de Chico, Califórnia, e que continua dando consultoria sobre o tema.

“Ele disse que poderia funcionar e construiu o encaixe e uma perna para mim. Ainda trabalho com ele.” No protótipo de segunda geração, os encaixes aquecidos foram substituídos por nervuras, e o sistema eletrônico permitia ao amputado controlar a temperatura do encaixe. O equipamento “parece ser um protótipo bastante promissor como uma das possíveis formas de os amputados lidarem com a dor fantasma”, disse Joe McTernan, diretor de códigos e reembolso, educação e programação da American Orthotic Prosthetic Association.

Na West Virginia University, Bomkamp granjeou um novo grupo de orientadores no programa de empreendedorismo da faculdade. Ela abriu uma empresa e está trabalhando nos protótipos de terceira e quarta geração. Eles terão placas eletrônicas menores e mais compactas, podendo ser controladas por celular.

Enquanto isso, ela fez um pedido de patente, e o aparelho será testado. Ela também está conversando com uma empresa nacional de próteses sobre licenciar os direitos para vender o equipamento, que deve ser aprovado pela Food and Drug Administration (organismo que controla alimentos e medicamentos nos Estados Unidos). Ela espera receber uma pequena porcentagem em royalties das vendas futuras. Tirando isso, ela é apenas uma universitária comum — ou quase.

“Sem dúvida nenhuma, não tenho a vida estudantil típica, mas ao mesmo tempo, tenho. Ainda me preocupo com as provas e em conseguir uma bolsa de estudos. Todavia, já sou uma CEO, tenho esse projeto e faço viagens de negócios. Eu me equilibro entre os dois lados.” E, sim, ela venceu a feira de ciências do colegial.

Dor do"membro" Fantasma

Dor Fantasma

Sintomas e Sinais A Dor Fantasma é definida como aquela referente à retirada cirúrgica de um membro ou parte dele, porém esse termo não tem um conceito clínico muito bem definido. Ela compreende um indefinido e incomparável fenômeno sensorial. Dor no coto da amputação e dor no membro antes da amputação (dor pré-amputação) são distintas de dor fantasma propriamente dita. Outros fenômenos sensoriais como parestesias e feridas não podem ser incluídas no termo “dor fantasma”. A delimitação clínica da dor fantasma é dificultada por diferenças no limiar da dor e na sua tolerância de um amputado para outro, soma-se a isso ainda o modo como as sensações dolorosas são relembradas e descritas. Freqüência da Dor Fantasma A dificuldade de definição da dor fantasma é claramente refletida no estudo da freqüência dos casos. A tabela abaixo demonstra a grande variação: em algumas pesquisas a dor é relatada por 2% dos pacientes, número que em outras pode variar até 97%. A proporção relativa dos amputados em grupos "com dores crônicas" e "sem dores crônicas" varia inevitavelmente de um estudo para o outro, dependendo da definição que se dá às palavras "crônica" e "queixa". Dores Fantasma severas são geralmente relatadas em 0,5-5% dos casos. O número de pacientes que seguem algum tratamento analgésico também varia. Numa pesquisa em que 50-75% dos pacientes relataram dor fantasma, somente 20% faziam tratamento para sua dor.  Em outro estudo muitos amputados com dor fantasma tinham a impressão que de os médicos consideravam sua dor pura imaginação. Referências da dor Fantasma A dor está presente na primeira semana após a amputação em 50-75% dos casos, mas ela pode aparecer após meses ou até vários anos. Localização da dor A dor fantasma está localizada principalmente na parte distal do membro fantasma. Assim, temos por exemplo uma pesquisa realizada com 64 pacientes que tiveram suas pernas amputadas acima do nível do joelho e que apresentavam dor fantasma. Resultado: 66% tinham dor no pé os nos dedos 39% tinham dor na panturrilha 6% tinham dor na coxa O gráfico acima mostra a distribuição da dor fantasma em amputados em diferentes intervalos de tempo após a perda do membro. Percebe-se claramente que a maioria das dores fantasma localizam-se na parte distal do membro. Tipos de Dor Fantasma Existe uma grande variedade de descrições de amputados em que as dores parecem pouco ou não tem nenhuma semelhança com uma experiência sensorial anterior. Muitos consideram que a dor é bastante diferente para ser comparada a um caso dito típico de dor fantasma: sentir que a mão ou pé comprimem os dedos, apertando as unhas dentro da palma da mão ou planta do pé. Entretanto, 16% dos pacientes relatam esse tipo de dor. Há tipos de dor como ardor, aperto, compressão são relatados pela maioria. A carência geral de estudos nos quais os fenômenos da pré-amputação são recordados pelos pacientes trazem dificuldades em determinar a validade das informações sobre esse tipo de dor. Duração da Dor Fantasma       É geralmente dito que a dor fantasma diminui gradualmente e finalmente desaparece durante os primeiros anos. Parkes (1973) fez uma pesquisa aonde 63% dos pacientes apresentavam dores fantasmas médias ou severas imediatamente após a amputação do membro; após 13 meses somente 30% dos pacientes ainda apresentavam dor intensa. Outros pesquisadores relataram que 50-75% dos amputados tem dor fantasma após muitos anos. Num estudo de Sherman com 2694 pacientes amputados que apresentavam dor fantasma, 51% tem dor mais de 6 dias/mês e 44% não notaram diminuição da dor durante 30 anos. Entretanto, a carência na seleção dos pacientes, junto com a falha de distinção entre as diferentes categorias de dor fantasma, tornam difícil determinar o curso temporal e estimar exatamente a incidência da persistência da dor fantasma. Noutro estudo, a incidência da dor fantasma uma semana, 6 meses e dois anos após a amputação foi de 72, 65 e 59% respectivamente. Embora a incidência da dor fantasma não ter diminuído significativamente durante os 2 anos seguintes, a duração e a freqüência dos ataques de dor diminuíram significativamente. Assim, 2 anos após a amputação, somente 21% dos pacientes tinham ataques diários de dor e nenhum apresentava dor constante. A dor severa persiste somente em uma pequena fração dos amputados, na ordem de 5 –10%. Modulação sobre a dor Fantasma A experiência de um membro fantasma, doloroso ou não, varia consideravelmente entre os indivíduos e mesmo no próprio paciente. Muitos estímulos internos e externos modulam a Dor Fantasma. As zonas de gatilho podem estender-se do mesmo lado ou do lado oposto do corpo. O quadro abaixo mostra fatores relatados pelos amputados que modificam a experiência dolorosa: Feinstein mostrou e Noordenbos confirmou que a cauterização da medula por injeção salina hipertônica no tecido do espaço interespinhal L4-L5 aumenta a dor no membro fantasma e daí produz um conhecimento de todo o membro perdido por um longo, geralmente permanente, alívio da dor. Isto prova que a experiência de dor fantasma é um resultado não de um único evento, mas da interação de vários efeitos neuronais. Dor da pré-amputação Muitos casos relatam que pacientes que tiveram dor no membro antes da amputação estão mais susceptíveis a apresentar dor pós-amputação. As características dessa dor (tipo, localização, modulação...) parecem-se muito com as da dor experimentada antes da amputação. Muitos estudos, porém não todos propuseram que a dor fantasma é mais freqüente em pacientes que sofreram de grave dor pré-amputação do que naqueles que não apresentaram esse tipo de dor. Num estudo encontrou-se 44 pacientes que provavelmente tiveram experiência dolorosa pré-amputação. Em 57% deles a dor fantasma era bem similar à experiência vivida anteriormente. O gráfico abaixo mostra a proporção de amputados, que desenvolveram dores fantasmas similares ou diferentes quanto à localização e tipo que a dor da pré-amputação. (I = 8 dias após após amputação; II = 6 meses após; III = 2 anos após) Lesão do Sistema Nervoso Uma experiência de membro fantasma estabilizado, doloroso ou não, pode ser drasticamente mudada por lesões no cérebro e na medula espinhal. Um infarte no cérebro na parte posterior da cápsula interna faz o membro fantasma desaparecer. Disfunções cerebrais transitórias podem mudar o fantasma temporariamente. Lesões na medula espinhal podem aumentar ou apagar a experiência do membro fantasma. Fatores psicológicos O grande impacto psicológico da perda de um membro é evidente e vários distúrbios emocionais surgem na adaptação física e social: depressão, amargura, pena de si mesmo estão várias vezes presentes em pacientes com membro fantasma. É evidente que distúrbios emocionais podem engatilhar e agravar a dor. Parkes sugeriu que as queixas de dor persistente eram relatadas em pacientes com personalidade forte. Embora fatores emocionais provavelmente influenciem na ocorrência e persistência da dor, não se sabe se distúrbios emocionais são a causa da dor fantasma. Os aspectos motivacionais e afetivos de qualquer síndrome de dor crônica dificultam, claro, a determinar se desordens emocionais são manifestações da dor ou determinantes etiológicos. Assim, não há evidências óbvias de que distúrbios de personalidade são mais freqüentes em casos de amputados com dor fantasma que em casos sem dor. Outros fatores     O significado da causa e nível da amputação no desenvolvimento e persistência da dor é controverso. Alguns estudos acharam que dor fantasma é mais comum em amputados por acidentes militares e dos membros superiores do que em amputados civis e dos membros inferiores. Porém, há estudos que encontraram resultados opostos. Estudos sobre sexo, lado, nível, idade ou causa não relatam dados relevantes. Autores propõem que a perda repentina do membro é um fator necessário para a ocorrência do fenômeno, mas a perda gradual do membro devido à lepra não previne a ocorrência do membro ou dor fantasma, como constatado por Price (1976). Dor do coto    A literatura raramente distingue entre dor do coto e dor fantasma. Dor imediata pós – operatório se segue após a maioria das intervenções cirúrgicas e a amputação de um membro não é exceção à regra. Um estudo comprovou que a dor do coto ocorre em 50% dos casos durante a primeira semana. O interessante é que a dor persiste apesar de uma ferida estar aparentemente curada. Esta dor é comumente descrita como uma sensação de pontos mais delicados, sensíveis; sensações de pontadas ou de corrente elétrica; os quais estão precisamente localizados no coto e freqüentemente no aspecto posterior a sua cicatriz. Estas dores podem ser facilmente engatilhadas por estimulação do coto com agulhadas ou pressionando os neuromas. Uma variante desse tipo de dor é a denominada “nerve storm” com ataque doloroso de até 2 dias de duração. A dor é aguda, com disparos aumentando e diminuindo de minuto a minuto. Há também sensação de queimação do coto que pode ser iniciada por toque de luz e se igualmente caracterizar como a síndrome da dor do coto. Em casos mais tardios o coto pode aparecer atrofiado, frio, cianótico e suado. Movimentos espontâneos denominados coréia do coto, tic doloroso, “epilepsie du moignon” compõem parte da dor fantasma. Estes movimentos duramente visíveis como contrações musculares súbitas e involuntárias do coto são raramente relatados. Em algumas pesquisas 57% dos pacientes sofrem a dor do coto imediatamente após a amputação. No início do período pós-operatório a dor do coto é comumente associado a agulhadas, fincadas, etc., características que gradualmente mudam para uma dor maior, do tipo queimação ou esmagamento. A dor fantasma é significantemente mais freqüente nestas amputações com a dor do coto do que naquelas sem a mesma. Patologia do coto associada com dor fantasma e/ou dor do coto Exames do coto freqüentemente revelam precisamente patologias encontradas que podem explicar a dor do coto e/ou a dor fantasma: - Patologias da pele - Distúrbios circulatórios - Infecções da pele, tecido adjacente ou ossos. - “Esporas nos ossos” - Neuromas É importante como sempre enfatizar que apesar da dor fantasma e do coto serem mais freqüente em pacientes com a patologia do coto do que em pacientes sem patologia encontrada, ela pode ocorrer em pacientes com cotos perfeitamente curados. Isto significa ou que as condições periféricas não são o único fator responsável pela dor ou que a habilidade de detectar mudanças patológicas na periferia é insuficiente. Uma sistemática análise da sensibilidade do coto nas amputações não tem sido concluída. Num trabalho inicial é preciso notificar cuidadosamente que a examinação da sensibilidade do coto revela áreas de sensibilidade alterada (por exemplo – hipoalgesia, hiperalgesia, hiperpatias ou alodínia) em quase todas as amputações. O significado desses distúrbios sensoriais na periferia para o fenômeno do membro fantasma é dado como desconhecido. Dor após lesão de nervos Após qualquer lesão de nervos, há um risco potencial de que se desenvolva uma dor persistente na área atingida, seja qual for a etiologia e a localização da lesão. A amputação representa a forma mais radical de lesão de nervos. Michell (1872) introduziu o termo causalgia para um tipo de dor em queimação após grandes lesões que ocorriam freqüentemente em campos de batalha. Dores geradas por lesões de nervos compartilham varias características vistas nas dores causadas por neuropatias: 1. início demorado; 2. sensações anormais, usualmente do tipo de queimação; 3. ataques de dores em formas de punhaladas e fisgadas; 4. dor na área com déficit sensorial; 5.dor provocada por estímulos inócuos (alodínia); 6. desenvolvimento de sensações geradas após impulsos repetitivos. A tabela abaixo , mostra algumas características e características diferenciais de vários tipos de dor de lesão em nervos: Como pode-se observar a partir da tabela acima, a dor após a amputação é quase idêntica à encontrada na causalgia, com exceção da hiperatividade simpática. Enquanto alguns autores consideram a hiperatividade simpática como uma característica da causalgia, esta visão não é aceita por todos. Lesões do nervo mediano e do nervo esquiático são aquelas mais freqüentemente associadas com a causalgia, enquanto que lesões do nervo radial raramente produzem causalgia. A Causalgia usualmente ocorre após lesões proximais e tipicamente a dor é referida a partes distais do membro. O envolvimento variável do sistema nervoso simpático na dor relacionada à lesão de nervos confirma termos como dor simpático-dependente e dor simpático-independente. Membro Fantasma Experiências com pacientes que possuem um membro fantasma podem variar consideravelmente desde uma precisa e distinta réplica da parte perdida até uma transitória, vaga e formigante sensação em partes do membro inexistente. Definiu-se então como membro fantasma a experiência de possuir um membro ausente que se comporta similarmente ao membro real e sensações de membro fantasma como vários tipos de sensações referidas ao membro ausente. Segundo pesquisas quase a totalidade de pessoas amputadas tem a sensação de realidade do membro. Freqüência Estudos indicam que 80 a 100% dos amputados vão experimentar sensações de membro fantasma em algum momento após amputação. O membro fantasma é raramente observado em amputações congênitas ou em crianças amputadas antes de 6 anos de idade. Características clínicas Apesar de variações, a experiência com membro fantasma demonstra características tão comuns que o fenômeno pode ser dividido em categorias 1.) Sensações Simples: - toque - temperatura - pressão - coceira - outros 2.) Sensações Complexas - postura - comprimento - volume 3.) Movimentos - Movimentos desejados - Movimentos espontâneos - Movimentos associados  Algumas vezes o senso de realidade do membro perdido é tão vívido que o defeito somático é esquecido. Sensações simples e complexas e sentimentos de movimentos contribuem para a imagem do membro fantasma. Sensações Simples Sensações cutâneas do tipo formigamento, pontadas, calor, frio, coceira são reportados. Normalmente são sensações indiferenciadas e de localização difusa. Sensações Complexas A maioria das pessoas amputadas tem um senso de posição, comprimento e volume do membro amputado. A posição sentida pode ser relaxada, fixa ou distorcida. Por exemplo: o braço pode ser sentido relaxado ao lado do corpo, movendo livremente durante caminhada ou estar em uma posição com o cotovelo flexionado e o antebraço sobre o peito. Em aproximadamente 10% dos pacientes o membro é percebido em posições distorcidas e bizarras assimilando à posição imediatamente antes da amputação. Berger e Gerstenbrand (1981) encontraram membros fantasmas em 33 de 37 pacientes com lesões espinhais sendo que na maioria a posição fantasma se assemelhava à posição do acidente. Movimentos Mais de 50% dos amputados experimentaram movimentos do membro mais freqüente em braços e amputações distais. Os movimentos podem ser desejados geralmente se restringirem a movimento de flexão e extensão. As sensações do membro fantasma podem ser aumentadas ou atenuadas por fatores externos e estímulos internos (defecação, micção, ejaculação, mudança de temperatura, atenção visual, pensamento no membro, emoções, etc) Apesar da sensação do membro poder resistir constante por anos seguidos o membro fantasma em via de regra passa por importantes mudanças nos dois primeiros anos após a amputação.   Telescoping Esse é um fenômeno que se refere ao encolhimento do membro onde os dedos das mãos os dos pés gradualmente e de maneira difusa aproximam-se dos coto até estarem acoplados a este.   O tempo decorrido até o desenvolvimento do fenômeno telescoping estar completo varia mas o processo é geralmente completado no primeiro ano. A maioria dos autores concordam que o fenômeno do telescoping acorre em 25 a 75% dos casos e mais freqüentemente em amputações de braço que de pernas. O nível onde foi feita a amputação não influencia nem a incidência do fenômeno de telescoping ou a freqüência que ele acorre. As partes distais do membro fantasma, entretanto, retém seu tamanho normal por mais tempo que as partes proximais. Isto pode resultar em experiências como mãos gigantes ou dedos acoplados ao coto, ou mesmo uma mão esmagada ou apertada em um coto pequeno. São usualmente membros indolores que encurtam. A dor do membro pode prevenir ou retardar o desenvolvimento do telescoping e um membro que já sofreu o problema do telescoping pode temporariamente aumentar durante os ataques de dor. Separadamente dessa regressiva deformação em tamanho e comprimento do membro, a freqüência e a intensidade das sensações do membro fantasma também diminuem com o passar do tempo. Foi constatado que após o primeiro ano de sensações fantasmas o membro está sujeito a somente pequenas mudanças. O fenômeno também muda de localizações principalmente proximais e distais ao longo do tempo. Usualmente somente pequenas “ilhas” do membro perdido são sentidas. Por exemplo: nas mãos o polegar e o indicador são as principais partes sentidas, enquanto na perna, o dedo maior e o calcanhar são as partes mais vividamente sentidas. Em nenhuma instância a forma de experiência do membro fantasma corresponde a suprimentos de nervos periféricos conhecidos ou dermátomos particulares. Obs.: Sensações de membro fantasma podem ser sentidos após amputação de partes do corpo que não são membros tais como nariz, globo ocular, língua, dente, pênis, reto e seio.