Realidade virtual é utilizada para recuperar a coordenação motora de pacientes

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Softwares desenvolvidos por pesquisadores do interior de São Paulo oferecem a possibilidade de imaginação motora e estímulo dos membros inferiores e superiores, incluindo acessibilidade, com o uso de realidade virtual para pessoas que sofreram acidente vascular cerebral (AVC) ou portadores de doenças que dificultam a mobilidade.

Os programas foram desenvolvidos sob a coordenação do professor Luís Carlos Trevelin, do Departamento de Computação da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), em parceria com os departamentos de Fisioterapia e de Terapia Ocupacional, entre o período de julho de 2011 a dezembro de 2013, e contou com a participação do professor Alexandre Fonseca Brandão, doutor em Biotecnologia pelo Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia da UFSCar e pesquisador no Instituto de Física da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas) e no Instituto Brasileiro de Neurociência e de Neurotecnologia (BRAINN).

GestureCollection: realidade virtual a serviço da saúde

O conjunto de softwares é controlado através de um sensor de reconhecimento de gestos (Kinect, da Microsoft), que digitaliza o corpo do usuário com uma câmera de profundidade infravermelha. Esse conjunto de aplicações, chamado GestureCollection, é representado pelos programas:

• 1° GestureChair – desenvolvido a partir de uma versão gratuita do jogo Pacman, que oferece ao usuário a possibilidade de controlar o jogo utilizando os movimentos das mãos. Foi inicialmente direcionado a lesados medulares, com paraplegia que compromete a função dos membros inferiores, mas não os membros superiores;
• 2º GesturePuzzle – um jogo de quebra-cabeça virtual onde o usuário monta uma imagem a partir de partes separadas. A interação ocorre por meio do movimento natural de pegar e soltar as peças, onde o usuário explora livremente a articulação do ombro em todos os planos de movimento;
• 3º GestureChess – desenvolvido para controlar um jogo de xadrez, no qual o primeiro movimento é um clique manual no espaço que cria a origem de um sistema de coordenadas espaciais. A partir deste ponto, é possível associar os movimentos das mãos com o ponteiro do mouse e controlar o jogo. Esta é uma aplicação indicada para usuários que necessitam de intensa estimulação cognitiva, que neste caso está relacionado ao cálculo de probabilidades exigidas pelo próprio jogo de xadrez;
• 4º GestureMaps – desenvolvido para a exploração de mapas geográficos no Google Street View. Esta aplicação é controlada por gestos dos membros inferiores (que simulam a marcha), além da rotação do tronco para a direita ou para a esquerda;
• 5º RehabGesture – permite a mensuração da amplitude de movimento (no plano coronal) a partir de 0° de extensão até 145º de flexão da articulação do cotovelo e de 0° até 180° de abdução a articulação do ombro, a partir da posição ortostática.

O conjunto de softwares apresentado permite o recrutamento muscular em diferentes velocidades e amplitudes de movimento, o treinamento da coordenação motora geral e a estimulação cognitiva durante a interação gestual com ambientes virtuais.

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Os programas foram testados em pacientes com lesões medulares, fibromialgia e doença pulmonar obstrutiva crônica.

Os primeiros testes

Os primeiros testes aconteceram de setembro de 2015 a abril de 2017, com 13 voluntários saudáveis, da dinâmica cerebral, a partir da avaliação da conectividade cerebral por ressonância magnética funcional, incluindo o pré-processamento e o processamento de imagens. Tais testes orientaram as limitações e as melhorias necessárias, motivando o desenvolvimento de dois novos softwares, também registrados no INPI: o e-House e o e-Street.

Desenvolvidos pelo professor Alexandre Fonseca Brandão, os dois aplicativos de realidade virtual para smartphones são promissores. O e-Street permite ao usuário explorar virtualmente um ambiente urbano e situações, como atravessar ruas. Já o e-House possibilita que o indivíduo “caminhe” pela área externa de uma casa para treinar prevenção de quedas durante a simulação de subida e descida de escadas.

Foram realizados testes também em pacientes com acidente vascular cerebral (AVC) do Hospital de Clínicas da Unicamp, de janeiro de 2017 até fevereiro de 2018.

Os voluntários foram submetidos à terapia convencional associada à realidade virtual, o que motivou o início do estudo em interfaces cérebro-máquina. Também a partir dos testes clínicos, houve a motivação para o desenvolvimento de um novo programa para a utilização da terapia em espelho, no qual se utilizou um eletromiógrafo portátil, para se reconhecer os movimentos dos membros superiores e, assim, controlar um avatar virtual.

A iniciativa concorreu ao Prêmio Péter Murányi 2019, edição Ciência & Tecnologia.

*Esse artigo foi revisado pela equipe médica da PEBMED

Referência bibliográfica:

• https://repositorio.ufscar.br/bitstream/handle/ufscar/9739/BRAND%C3%83O_Alexandre_2017.pdf?sequence=4&isAllowed=y