Ferramenta Computacional para Avaliação da Força de

Ferramenta Computacional para Avaliação de Tratamento de Reabilitação de Mão
Utilizando Técnicas de Realidade Virtual
Bruno Bezzon Araujo¹, Leonardo Castro Botega¹, Cristina Quaggio²
¹ Computing and Information Systems Research Lab., Centro Universitário Eurípides de Marília
Marília-SP, Brasil
² Universidade Sagrado Coração
Bauru-SP, Brasil
Email: [email protected], [email protected], [email protected]
Abstract — This project presents the development of a tool that
will assist professionals of Hand Rehabilitation, more
specifically occupational therapists, to measure the evolution of
the force exerted by the patient's hands during the phases of
the rehabilitation treatment. Also, it is introduced as a low cost
alternative which can obtain results similar to the originals and
complement it by generating a virtual simulation of such
measurement.
Keywords: Occupational Therapy; Virtual Reality; Hand
Rehabilitation
Introdução — Esse projeto apresenta o desenvolvimento de
uma ferramenta que auxiliará os profissionais da Reabilitação
da Mão, mais precisamente os terapeutas ocupacionais, a
medir a evolução da força exercida pelas mãos do paciente
durante a fase do tratamento de reabilitação. Além disso, é
apresentado como uma alternativa de baixo custo obtendo-se
resultados similares aos originais e complementá-los, gerando
uma simulação virtual dessa mensuração.
Palavras-chaves: Terapia Ocupacional; Realidade Virtual;
Reabilitação da mão
dos dedos. Este tipo de pinça é utilizado em atividades bem
especiais que requerem uma maior precisão. A pinça lateral,
também conhecida como pinça de chave, é aquela que é
executada utilizando a lateral dos dedos. A pinça palmar é a
mais utilizada nas atividades diárias, pois utiliza-se a maior
parte da superfície da face volar dos dedos e do polegar [3].
Após o diagnóstico, o terapeuta determina o melhor
tratamento para a reabilitação
do paciente, e
periodicamente, realizam-se estas avaliações novamente
para verificar se houve melhora do paciente. Todas essas
avaliações são realizadas manualmente e os equipamentos
que as auxiliam possuem um custo elevado de aquisição [4].
Desta maneira, o presente trabalho propõe a criação de uma
ferramenta auxiliar à avaliação de pinça e preensão, não
substituindo as ferramentas existentes, porém com baixo
custo, pois as medições poderão ser realizadas utilizando
objetos encontrados no dia-a-dia, e com um resultado
semelhante ao real. Complementando esta medição, a
ferramenta proporciona a visualização de uma simulação
virtual da mão realizando o movimento correspondente à
medição da força realizada.
II.
I.
INTRODUÇÃO
A crescente evolução da computação, aumentando o
processamento das máquinas e melhorando a eficácia dos
softwares, estimulou o uso de técnicas de Realidade Virtual
(RV) na realização de várias pesquisas nas mais diversas
áreas, tais como: educação, saúde, teatros, cinema, indústrias
e muitas outras [1]. É possível dizer que devido ao grande
uso que a RV tem nestas áreas, ela é utilizada não somente
para o estudo de um ambiente em específico, mas também
para a visualização do mesmo depois de realizada uma ação
sobre o ambiente em questão. Na área da saúde, a RV é
muito utilizada para a realização de simulações, já que por
não utilizar um paciente vivo, é possível explorar
repetidamente as estruturas de interesse separando-as e
agrupando-as das mais diferentes formas de visualização,
imersão e exploração [1][2].
Na Reabilitação da Mão, o profissional responsável deve,
primeiramente, realizar um diagnóstico da mão antes de
iniciar o tratamento. Neste diagnostico, o terapeuta
ocupacional realiza várias avaliações, dentre elas a avaliação
motora. No processo desta avaliação, é realizada a medição
da força de pinça e preensão para saber as limitações, em
relação à força, que este paciente possui.
Existem três tipos básicos de pinça: a de ponta, a lateral e
a palmar. A pinça de ponta é aquela realizada com as pontas
ESTRUTURAÇÃO METODOLÓGICA
O desenvolvimento da ferramenta até a obtenção do
resultado final foi definido em quatro fases. A Figura 1
demonstra a divisão de todas as fases para a construção da
ferramenta.
Figura 1. Diagrama de blocos, demonstrando cada fase do
desenvolvimento.
A primeira fase do desenvolvimento consistiu no
levantamento de requisitos para a construção da ferramenta.
Nesta fase, o processo com maior importância foi à aquisição
do sensor de força utilizado pela ferramenta proposta [5].
A segunda fase do desenvolvimento da ferramenta
consistiu em escolher os objetos que serão utilizados na
medição da força do paciente para cada um dos tipos de
pinça que poderão ser realizadas. Estes objetos podem ser
encontrados no dia-a-dia dos pacientes, podendo ser dos
mais diversos tamanhos, formas e formatos. Após escolhido
o objeto, anexa-se o sensor de força permitindo que seja
realizada a medição da força.
A terceira fase do desenvolvimento da ferramenta
consistiu em fazer medições de força de pinça e preensão em
várias pessoas que não possuem nenhuma limitação com
relação ao movimento e a força exercida pela mão, utilizando
o valor da força encontrado como máscara para a
comparação com a força exercida pelo paciente. A figura 2
demonstra a instalação do sensor e a forma que é realizada à
medição.
Figura 4. Visualização virtual de 60% à 100% da força gerada para uma
mensuração de pinça lateral
Após visualizar virtualmente o movimento que
corresponde a força aplicada pelo usuario comparado com a
máscara, os dados obtidos são armazenados em um histórico
e na medida em que o paciente vai realizando o tratamento e
refazendo estas avaliações, é possível determinar se o
tratamento está obtendo sucesso.
IV.
Figura 2. Anexando o sensor em uma chave de carro e pressionando o
mesmo
Após obter as máscaras, é possível realizar as medições
no paciente, iniciando a quarta fase do desenvolvimento da
ferramenta, que é a realização e a visualização virtual da
medição.
III.
RESULTADOS
Definido o paciente, o objeto que servirá para o paciente
aplicar sua força e o tipo de medição que será realizada, é
feita a medição no paciente. A Figura 3 mostra como a
ferramenta executa esta operação.
CONCLUSÃO
No processo de reabilitação da mão, é necessário realizar,
periodicamente, diversas avaliações que determinam o
melhor tratamento a ser aplicado e se o tratamento esta
adequado para a readaptação dos movimentos do paciente.
Estas avaliações normalmente são realizadas manualmente
ou com o uso de aparelhos de custo elevado.
A ferramenta proposta apresentou uma alternativa
complementar, aos profissionais da área da Terapia
Ocupacional, para auxiliar na realização das avaliações de
força de pinça e preensão, necessárias para passar um
tratamento adequado ao paciente. A visualização virtual da
medição é uma complementação à ferramenta, sendo uma
forma do paciente verificar por si mesmo se o tratamento
está surtindo resultados.
Até o presente momento foram realizados testes em
pessoas saudáveis, obtendo resultados satisfatórios. Para
simular um paciente com alguma limitação da força na
região da mão, algumas dessas pessoas não aplicaram o
máximo de sua força.
Este projeto pode estimular o número de pesquisas para
inserir tecnologia nos tratamentos de reabilitação de mão,
melhorando a qualidade do tratamento e diminuindo o tempo
do mesmo.
REFERÊNCIAS
[1]
Figura 3. Inserindo dados para realizar a medição
Ao final da medição é encontrado o valor da força
aplicada pelo paciente e é possível gerar a visualização
virtual do tipo de medição escolhida, porém realizando o
movimento referente a porcentagem que a força aplicada
pelo paciente representa comparado com o valor da máscara.
Para a visualização, é possível representar 10 níveis
referentes a cada medição realizada. Cada nível representa
um intervalo de 10% do valor mensurado no paciente
comparando com a máscara.
A Figura 4 mostra um exemplo onde é realizada a
mensuração da pinça lateral mostrando a diferença entre os
níveis da visualização, desde 60% até 100% da força
exercida em comparação à máscara.
[2]
[3]
[4]
[5]
A. Cardoso, E. Lamounier Jr., "Aplicações de RV e RA na Educação
e Treinamento", in “Livro do pré-simpósio, XI Symposium on Virtual
and Augmented Reality”, Cap. 3, pp. 53-68, Editora SBC, Porto
Alegre, 2009
F. L. S. Nunes, L. S. Machado, R. M. E. Moraes, "Desenvolvendo
aplicações RVA para saúde: imersão, realismo e motivação", in
”Livro do pré-simpósio, XIII Symposium on Virtual and Augmented
Reality”. Uberlândia: SBC, 2011.
P. P. Freitas, "Reabilitação da Mão". Editora Atheneu, São Paulo,
2005.
B. Bezzon, L. C. Botega, C. Quaggio, “Ferramenta Computacional
para Avaliação de Tratamento da Mão utilizando técnicas de
Realidade Virtual”,
“Workshop of Undergraduate Work” in
Symposium on Computer Graphics and Image Processing, Maceió,
2011
Phidgets, Disponível em: http://www.phidgets.com/index.php,
Acessado em: 20 de outubro de 2011