Pesquisa da PUC-Campinas utiliza visão computacional e geometria para quantificar os movimentos manuais

Projeto de Iniciação Científica permite medir a evolução motora de pacientes por meio de cálculos e de rastreamento manual, auxiliando profissionais de saúde e tornando as sessões menos exaustivas

A recuperação dos movimentos das mãos após doenças como a artrite reumatoide crônica ou após perdas motoras severas é um processo que exige paciência. As sessões de fisioterapia costumam ser longas, focadas em exercícios de repetição que, muitas vezes, tornam-se desmotivadores para os pacientes. Por outro lado, os profissionais de saúde enfrentam o desafio de mensurar, de forma prática e precisa, o quanto o paciente está evoluindo, muitas vezes recorrendo a avaliações visuais ou a questionários longos.

Dando continuidade à pesquisa de Iniciação Científica iniciada pela estudante Taynara Araujo de Assis, o aluno do curso de Engenharia de Computação da PUC-Campinas Gabriel Carotti Theotonio Rios, orientado pelo Prof. Dr. Alexandre Brandão, desenvolveu um ambiente virtual interativo focado em quantificar os movimentos de abertura e fechamento dos dedos utilizando ferramentas avançadas de visão computacional e geometria analítica. A pesquisa propõe uma solução de baixo custo e alta eficiência: um software capaz de mapear as articulações das mãos usando apenas uma câmera RGB padrão, a mesma encontrada em notebooks ou webcams comuns, dispensando o uso de hardware caro ou complexo.

Alternativa à subjetividade

Atualmente, para medir a amplitude de movimento das mãos, fisioterapeutas e médicos recorrem a ferramentas manuais, como o goniômetro, ou a questionários avaliativos que podem levar até 15 minutos para serem respondidos. O problema, segundo o pesquisador, é a variação na leitura entre diferentes profissionais. “A subjetividade das avaliações atuais é a justificativa principal deste projeto. Como os métodos de avaliação variam muito entre os profissionais, poder gerar gráficos com medidas exatas permite uma análise real do progresso, independentemente de quem avalia”, explicou Gabriel.

O sistema captura as coordenadas relativas do pulso e dos dedos, calcula ângulos em tempo real e gera gráficos precisos (stream de dados) que mostram o comportamento motor de um determinado movimento. No entanto, o estudante faz questão de ressaltar o papel ético da tecnologia: “O foco jamais será substituir o profissional de saúde, mas sim auxiliá-lo e potencializar a qualidade do seu atendimento. A tecnologia atua como uma aliada, fornecendo um dado quantitativo para fundamentar a percepção clínica do profissional”, destacou.

A gamificação da fisioterapia

Se, para o profissional de saúde, a inovação está na precisão dos dados, para o paciente, a grande vantagem está na experiência. Em vez de apenas realizar o movimento repetitivo com a mão, o paciente interage com um ambiente de realidade estendida. Trabalhando em sinergia com uma solução anterior (o Hand-ROM), Gabriel utilizou a plataforma Unity (motor gráfico amplamente usado na criação de jogos) para criar uma mão virtual que reproduz, em tempo real, os movimentos do usuário na tela.

“Um paciente que tem essa perda crônica de movimento nas mãos e precisa passar por diversas sessões repetitivas pode considerar o tratamento um pouco monótono. A ideia foi criar um ambiente 3D, em que o software realiza o rastreamento da mão e gera dados para o profissional. O paciente que está usando esta solução pode controlar objetos na tela por meio de interação manual. O objetivo é tornar a experiência lúdica e mais motivadora para o paciente que realiza a intervenção, além de gerar dados para o profissional de saúde”, explicou o aluno. A solução desenvolvida até o momento permite mensurar os dados sem interrupções, gerando gráficos da amplitude de movimento entre os dedos de forma rápida e dinâmica.

De acordo com o Prof. Dr. Alexandre Brandão, “a Iniciação Científica entra agora em sua fase de validação prática, com testes de usabilidade a serem realizados pela equipe de desenvolvimento do Laboratório de Informática em Saúde e Inovação (LISI). Após a análise dos resultados técnicos, a solução estará disponível para testes clínicos, em colaboração com a equipe de pesquisa do Laboratório de Reabilitação Virtual (LRV) do Campus II da PUC-Campinas”, destacou o orientador.