Aplicações de realidade virtual despontam como novas possibilidades às sessões de fisioterapia e terapia ocupacional


Gesture Collection aposta em tecnologia interativa para auxiliar pacientes e especialistas. Óculos de Realidade Virtual é a próxima aposta do BRAINN.

10 de Agosto de 2016

por Erik Nardini Medina *

 

Situações que reproduzem as Atividades de Vida Diária (AVDs) como levantar e abaixar os braços, caminhar pelos corredores de clínicas ou hospitais são atividades comuns na vida de pessoas que passam por rotinas de fisioterapia intensiva, seja em razão de fraturas às quais todos estamos sujeitos no cotidiano, até os casos mais graves, em razão de sequelas de um Acidente Vascular Cerebral (AVC).

Não há nada de errado com as sessões de fisioterapia e terapia ocupacional convencionais: elas são fundamentais na reabilitação e estimulam os pacientes a se manterem sempre ativos, fortalecendo músculos, articulações e promovendo uma recuperação eficaz na maioria dos casos.

A única adversidade das sessões é que elas costumam ser bem monótonas – e ninguém gosta de monotonia. O desafio é tornar atraente sessões de reabilitação, por vezes consideradas monótonas e repetitivas, em uma atividade mais lúdica e estimulante.

E é aí que entra a Gesture Collection, um conjunto de aplicativos de Realidade Virtual (RV) que permite a interação por meio de gestos utilizando o conhecido dispositivo Kinect. O sensor, que ganhou notoriedade na área de entretenimento digital com o videogame Xbox da Microsoft, em 2010, tem sido amplamente adotado por entusiastas da Interação Humano-Computador (IHC) hands free, ou seja, atividades que possam ser realizadas para controlar máquinas ou computadores sem a necessidade de utilizar periféricos convencionais como um mouse e um teclado.

 

exemplo de uso do sensor kinect

O sensor Kinect, do console Xbox (foto), é usado para capturar movimentos dos usuários. Programas de computador especialmente desenvolvidos transformam os dados em aplicações úteis para sessões de fisioterapia e terapia ocupacional.

 

“Além de ser utilizada no entretenimento, hoje a RV atua na área de ensino-aprendizagem, treinamento técnico e reabilitação. No campo da reabilitação neurofuncional, a RV apresenta uma real oportunidade de complementar a terapia convencional em pessoas que convivem com variadas limitações físicas e cognitivas”, explica a fisioterapeuta Sara Regina Meira Almeida, doutora em Ciências Médicas pela Unicamp e pesquisadora associada do BRAINN.

De acordo com Sara, a tecnologia de Realidade Virtual começou a ser empregada especificamente para a reabilitação há cerca de 15 anos e, desde então, vem ganhando espaço e interesse em pesquisas científicas. “Já existem estudos em pacientes com sequelas motoras por algumas doenças como traumatismo craniano, AVC e paralisia cerebral”, acrescenta.

A RV, que consiste em um sistema imersivo e interativo, facilita a entrada e saída de informações ao cérebro, podendo ser utilizada em conjunto com outras intervenções terapêuticas para aumentar a complexidade das tarefas. “Dessa forma”, explica Sara, “é possível melhorar a capacidade funcional do sujeito, ou seja, deixá-lo apto a realizar suas atividades diárias, como tomar banho sozinho, trocar de roupa e se alimentar. Buscamos fazer com que o paciente seja o mais independente possível”, enfatiza.

 

 

POR DENTRO DA COLEÇÃO

 

O grande trunfo da Gesture Collection é ter sido desenvolvida para associar de forma sinérgica os estímulos motores com os estímulos cognitivos que a Realidade Virtual (RV) pode proporcionar. “Além da facilidade de utilização, as aplicações se fundamentam em uma tecnologia inovadora, que permite transformar as atividades tradicionais de fisioterapia e terapia ocupacional em tarefas mais lúdicas”, explica o idealizador do conjunto de aplicativos Alexandre Brandão, pós-doc no Instituto de Física da Unicamp e pesquisador do BRAINN.

A suíte é composta por cinco aplicativos diferentes voltados para profissionais dedicados ao estudo do movimento humano (cinesiologia), com diversas aplicações nas áreas de reabilitação motora e neurofuncional, além de avaliação e treinamento físico de Fisioterapia e Terapia Ocupacional:

 

gesture chess

O Gesture Chess em ação.

o GestureMaps cria um avatar do paciente dentro do Google Street View e permite que, através da realização de marcha estacionária (que simula uma caminhada sem sair do lugar), o indivíduo possa explorar e navegar por cidades em qualquer lugar do planeta (previamente cadastradas pelo Google Street View) sem sair de um ambiente confortável e seguro como o seu próprio quarto ou espaço adequado em uma clínica de reabilitação;

→ o GestureChess é um jogo de xadrez virtual controlado pelos movimentos das mãos;

→ o GesturePuzzle é um quebra-cabeças que permite ao usuário arrastar peças virtuais de um lado para o outro da tela;

→ o GestureChair é baseado no icônico jogo de fliperama, em que o personagem percorre um mapa coletando bolinhas – aqui, utilizando o movimento dos braços;

gesture puzzle

Montando quebra-cabeças com o Gesture Puzzle.

→ já o RehabGesture é um software que permite ao especialista (Fisioterapeuta ou Terapeuta Ocupacional) mensurar em tempo real os movimentos necessários para a realização das atividades físicas e colaborar com um registro das dificuldades e progressos do paciente, auxiliando o profissional no diagnóstico. O aplicativo, ainda em desenvolvimento, mapeia o corpo do paciente e apresenta os dados direto na imagem corporal, permitindo uma rápida leitura das atividades e gerando dados para suportar pesquisas e diagnósticos.

 

 

COMO FUNCIONA

 

Os requisitos para se utilizar a Gesture Collection são simples, e por isso sua adoção parece ter um caminho promissor a seguir. Basta um computador com configuração básica e um sensor Kinect acoplado. Um projetor, para reproduzir as imagens na parede é recomendado, mas na ausência pode-se utilizar um monitor tradicional ou mesmo um televisor ligado ao computador.

 

rehab gesture

O RehabGesture usa dados de movimentação do usuário para indicar os treinamentos mais adequados à sua recuperação.

 

“O paciente é então posicionado em frente ao Kinect enquanto o especialista comanda o computador e estabelece os exercícios a serem feitos pelo usuário. Como num aparelho de videogame, basta dar o start para a sessão começar. Quem controla o computador pode estabelecer níveis de dificuldade das tarefas, como por exemplo exigir que o paciente flexione um membro inferior ou superior à determinada angulação”, conta Brandão.

Enquanto o usuário pratica as atividades, o sistema gera informações e as armazena para que sejam consultadas ao término da sessão – e a qualquer momento no futuro. No caso do RehabGesture, além dos dados que ficam armazenados, o especialista consegue acompanhar em tempo real informações acerca das tarefas (movimentos) e, posteriormente, comparar com atividades anteriores evidenciando a evolução da terapia proposta.

 

 

EM VIAS DE IMPLEMENTAÇÃO

 

Já funcionais, os aplicativos estão em testes preliminares na unidade Mogi Mirim da Rede Lucy Montoro, centro de reabilitação para pacientes com deficiências físicas incapacitantes, motoras e sensório-motoras. Os softwares ainda não estão sendo utilizados com pacientes, mas sim com uma equipe de especialistas que tem testado os programas e sugerido melhorias que atendam às necessidades dos pacientes.

“Nós estamos utilizando a Gesture Collection internamente e propondo alterações para que ela esteja, muito em breve, plenamente funcional e adequada a nossa proposta de tratamento e reabilitação”, explica Rafal Vallim, Coordenador de Fisioterapia da Rede Lucy Montoro – Unidade Mogi Mirim.

 

realidade virtual na reabilitação motora

O uso da realidade virtual é um caminho promissor para a reabilitação dos movimentos e da coordenação motora.

 

Vallim conta que as repetições das tarefas de fisioterapia precisam ser feitas diversas vezes para que resultados mais eficientes e duradouros possam ser alcançados, e os aplicativos de Realidade Virtual oferecem os estímulos necessários para que isso aconteça.

“Eu vejo com muito bons olhos a utilização de softwares na fisioterapia”, reflete. “Quanto mais lúdicas são as atividades, maiores são os estímulos para que o paciente frequente as sessões de fisioterapia e, no futuro, possa inclusive utilizar ferramentas como o Gesture Collection em casa, sendo assistido remotamente por um especialista. Isso aumenta a frequência das atividades e agiliza os resultados”.

O projeto envolvendo o uso dos aplicativos Gesture Collection deve ser encaminhada aos Comitês de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Unicamp e da Rede Lucy Montoro ainda em agosto. A expectativa é de que tão logo o projeto seja aprovado pelos comitês os aplicativos já passem a ser adotados pelo centro para testes com os pacientes. “Faltam pequenos ajustes quanto à metodologia”, explica Brandão. “O que estamos fazendo neste momento, além das adequações no software para atender às necessidades reais dos pacientes, é uma maneira de poder mensurar os resultados obtidos pela fisioterapia e terapia ocupacional com RV e sem RV. A partir daí poderemos identificar efetivamente como a ferramenta se sai no mundo real”, analisa.

 

 

DESAFIOS E UPDATES DO DESENVOLVIMENTO

 

O pesquisador Diego Roberto Colombo Dias, professor adjunto na Universidade Federal de São João Del Rei (UFSJ) e um dos desenvolvedores da Gesture Collection, conta que, dentre as dificuldades de se desenvolver os aplicativos, a utilização de uma Interface Natural de Usuário (Kinect) foi um dos maiores desafios.

“A obtenção e o processamento das imagens provenientes do Kinect são realizados por meio de algoritmos de visão computacional. Além disso, também temos a mudança na forma de interação, deixando a zona de conforto da interação convencional, operada por mouse e teclado, e passando a utilizar o próprio corpo como um meio de interação”, explica o pesquisador, acrescentando que o software foi escrito utilizando as linguagens de programação C++ e Java.

 

google cardboard realidade virtual

O Google também entrou na onda da Realidade Virtual, por meio do projeto Google Cardboard.

 

Dias adianta que o próximo passo é preparar uma versão atualizada de todos os aplicativos da Gesture Collection, com o intuito de padronizá-los, principalmente no que diz respeito à compatibilidade com o sistema operacional Windows. “Atualmente, a maioria dos aplicativos são compatíveis apenas com o Linux, que não possui um público tão grande”, reconhece. “Outros aplicativos também estão sendo desenvolvidos, mas agora voltados a ambientes altamente imersivos, tal como o Google Cardboard (óculos de RV)”, finaliza.

 

 

DESENVOLVIMENTO DE SOLUÇÕES PARA ÓCULOS DE RV É A PRÓXIMA APOSTA DO BRAINN

uso de realidade virtual VR headset BRAINN

Assista ao vídeo abaixo sobre as pesquisas do BRAINN em Realidade Virtual!

 

Com os óculos de RV, as sessões de fisioterapia tendem a ficar ainda mais lúdicas e simples de serem realizadas. Isso acontece porque, diferente das aplicações convencionais e da Gesture Collection, não é necessário contar com computadores, monitores e projetores: tudo fica condensado no aplicativo e-House instalado em um smartphone.

Dois sensores acoplados na perna do paciente são responsáveis por transmitir os movimentos a uma pequena placa controladora (arduíno) que se comunica com os óculos via Bluetooth.

Com potencial de ser mais acessível e simples de operar, a aplicação está em desenvolvimento atualmente. O e-House foi analisado pela INOVA da Unicamp e está depositado para análise no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). A reportagem exclusiva pode ser conferida no vídeo acima.

 

* Jornalista formado pela Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas), aluno da especialização em Jornalismo Científico do Laboratório de Estudos Avançados em Jornalismo (Labjor/Unicamp). É bolsista MídiaCiência/FAPESP.