DESENVOLVIMENTO DE UMA PLATAFORMA
TRIDIMENSIONAL PARA AUXILIO NO TRATAMENTO
DE PACIENTES COM PARALISIA CEREBRAL
Alessandra Bussador1 , Jorge Aikes Junior1 , Lı́via Willemann Peres2 ,
Felipe César da Costa Calori1 ,João Vitor Lucas Pinotti1 , José Leandro Porto Targão1 ,
Leonardo Diniz de Lima1 , Rafael Augusto Alflen1
1
Curso de Ciência da Computação da Faculdade Anglo-Americano
Av. Paraná - 5661 - Vila A – Foz do Iguaçu – PR – Brazil
2
Curso de Fisioterapia da Faculdade Anglo-Americano
{alessandra, livia}@anglofoz.com.br,[email protected],
{felipecalori92,roxdrumer}@gmail.com,
{jlptargao, leo diniz , rafaelalflen}@hotmail.com
Abstract. The Game Therapy, use of games on treatments is becoming more
present, so that it is increasingly common to hear about treatments that use
games. The physical therapy sessions for patients with cerebral palsy can become repetitive and hence tiresome. Thus the Game Therapy can bring a new
cheer sessions. This project aims to build a game that assists physical therapists
Durantes physical therapy sessions for patients with cerebral palsy, so that the
game adapts to the movements performed during the sessions, facilitating the
work of the physiotherapist.
Resumo. A Gameterapia, utilização de jogos em tratamentos, está se tornando
cada vez mais presente, de modo, que está cada vez mais comum ouvir sobre
tratamentos que utilizam jogos. As sessões de fisioterapia para pacientes com
paralisia cerebral pode ser tornar repetitiva e, consequentemente, cansativa.
Dessa forma a Gameterapia pode trazer um novo estı́mulo as sessões. Este projeto visa construir um jogo que auxilie os fisioterapeutas durantes as sessões de
fisioterapia de pacientes com paralisia cerebral, de modo que o jogo se adapte
aos movimentos executados durante as sessões, facilitando o trabalho do fisioterapeuta.
1. Introdução
A paralisia cerebral (PC) é um termo utilizado para denominar um grupo de condições
caracterizadas essencialmente por disfunções motoras, muitas vezes associadas a déficits
sensoriais e cognitivos, decorrente de uma lesão não-progressiva, mas mutável, do
encéfalo durante o seu desenvolvimento e maturação estrutural e funcional, uma lesão
no sistema nervoso durante o nascimento e nos primeiros meses de lactância podendo
ocasionar distúrbios da postura e do movimento.
As alterações e o grau de acometimento dependem das áreas do Sistema Nervoso Central afetadas e da extensão da lesão, sendo que, normalmente, se manifestam
com padrões especı́ficos de postura e de movimentos que podem comprometer o desempenho funcional das crianças [Mancini et al. 2004]. Os distúrbios motores podem estar
associados a outros comprometimentos como alterações visuais, epilepsia, desnutrição,
comprometimento cognitivo, transtorno de comportamento, alterações na linguagem, no
aprendizado [Fernandes et al. 2007].
No que se refere à distribuição da topografia da lesão, a PC do tipo espástica pode
ser: Quadriparética (quatro membros acometidos), diparética (os membros superiores
menos acometidos que os inferiores) ou hemiparética (acometendo o membro superior e
inferior de um hemicorpo) [Levitti 2001].
A diparesia ocorre em 10 a 30% dos pacientes com PC, e trata-se de um comprometimento dos membros inferiores, comumente evidenciando uma acentuada hipertonia dos adutores, que configura em alguns doentes o aspecto semiológico denominado
sı́ndrome de Little (postura com cruzamento dos membros inferiores e marcha “em tesoura”). Há diferentes gradações quanto à intensidade do distúrbio, podendo ser pouco
afetado, tendo recuperação e bom prognóstico, adaptando-se à vida diária, enquanto outros não evoluem para um prognóstico satisfatório, apresentando graves limitações funcionais [LIANZA and BARON 2004].
A quadriparesia espástica é a forma mais grave de PC e acomete os lactentes a
termo, que em geral são pequenos, afetando todo o corpo da criança, no entanto sua
identificação precoce encontra-se prejudicada, já que geralmente, uma importante hipotonia antecede o quadro de espasticidade. Os tetraparéticos apresentam alteração global
de tônus muscular, diminuição da motricidade espontânea e da mobilidade articular, propiciando o surgimento de deformidades [LEITE and PRADO 2004].
A intervenção fisioterapêutica em neurologia infantil é frequentemente conduzida a partir da relação entre a postura e o movimento da criança. O controle postural
é responsável pela resistência à ação da gravidade e pela manutenção do equilı́brio do
corpo durante os movimentos voluntários que exigem estabilidade de membros, tronco e
corpo [Campos and Santos 2005].
O atendimento fisioterapêutico sempre deve levar em consideração as etapas do
desenvolvimento motor normal, utilizando vários tipos de estimulação sensitiva e sensorial, haja vista que este tipo de desenvolvimento depende da tarefa e das exigências do
ambiente, havendo, portanto, a necessidade de manter estreitas relações com o desenvolvimento visual, cognitivo e da fala. Dessa forma, o comportamento da criança se modifica, tornando-se mais intencional à medida que se processa a maturação do seu sistema
nervoso [Shepherd 1996].
A fisioterapia parte do conceito que o cérebro é capaz de alterar sua estrutura e
função através da neuroplasticidade e aprendizado motor, encontrando formas alternativas para movimentos mais eficientes. As experiências ambientais desempenham um
função importante na formação de redes neurais. Esse processo, entretanto, é definido
pelo potencial neurológico de cada criança. Crianças com lesão cerebral podem encontrar
meios alternativos para realizar funções motoras de acordo com seu potencial. Posturas
diferentes e movimentos adaptativos podem proporcionar maior estabilidade e funcionalidade, com menor gasto energético, sendo assim, a intervenção deve objetivar a melhora
de desempenho da criança nas atividades de vida diária - AVDS [BRAGA & JUNIOR,
2008].
Muitas vezes sessões de fisioterapia podem ser consideradas repetitivas ou
monótonas do ponto de vista do paciente. A gameterapia ajuda a mudar esse cenário,
uma vez que chama a atenção, pelo fato de trabalhar com meio interativos que visam uma
abordagem lúdica.
A interação entre os jogos e a fisioterapia pode ser realizada através de vários
consoles, porém, o mais importante é o poder de trazer um ânimo a mais para as sessões
de fisioterapia, principalmente para as crianças, que se divertem enquanto se reabilitam.
Dessa maneira, a gameterapia tem trazido grande ajuda para o fisioterapeuta, pois
se tem mais um incentivo para que o paciente compareçam para as sessões.
2. O Projeto
O projeto tem como objetivo base desenvolver uma plataforma tridimensional que auxilie o fisioterapeuta durante as sessões de fisioterapia de pacientes com paralisia cerebral.
Em outras palavras o projeto pretende desenvolver um jogo que será utilizado pelo fisioterapeuta durante as sessões de fisioterapia, de modo que as sessões possam trazer novo
estimulo durante o tratamento do paciente.
Já não é tão raro o uso de jogos durante o tratamento fisioterapêutico. Entretanto,
os fisioterapeutas devem adaptar o jogo às sessões, ou seja, os movimentos desejados
devem ser adaptados dentro o jogo, ou encontrar algum jogo que se adapte as sessões de
fisioterapia.
A proposta do jogo desenvolvido é se adaptar aos movimentos desejados pelo
fisioterapeuta, de modo a facilitar as sessões de fisioterapia.
3. Desenvolvimento do Protótipo
Neste projeto será utilizada a ferramenta Unity 3D1 juntamente com o Kinect2 para a
elaboração de um jogo que servirá de auxilio na fisioterapia de pacientes com paralisia
cerebral.
O Unity3D é uma ferramenta muito utilizada no desenvolvimento de ambientes
gráficos, tanto para jogos, como para animações. Com ele é possı́vel trabalhar com ambientes 2D (bidimensional - 2 Dimensões) e/ou 3D (tridimensional - 3 Dimensões).
Para o desenvolvimento de ambientes é possı́vel utilizar algumas linguagens de
programação: Boo, C ] e JavaScript. Para isso Unity 3D possui um editor integrado para
a manipulação de scripts, o MonoDevelop [Ramos and Francesconi 2012].
Também é possı́vel importar modelos 2D/3D de outros softwares, como o Blender ou Estúdio Max4 . Entre as principais extensões suportadas estão: .fbx, .max, .3ds,
.obj e .dexf.
3
A interface do Unity3D é simples e de fácil uso, de tal forma que facilita o desenvolvimento de jogos ou animações. Dentro da interface ele possui várias janelas, chama1
http://unity3d.com/pt/
http://www.microsoft.com/en-us/kinectforwindows/
3
http://www.blender.org/
4
http://www.autodesk.com/products/autodesk-3ds-max/overview
2
das de views, sendo que cada um atende um propósito diferente. A figura 1 demonstra
uma interface do Unity3D.
Figura 1. Exemplo de interface do Unity 3D .
O Kinect é um sensor de reconhecimento de movimentos tridimensionais projetado, primeiramente, para o console Xbox 3605 . Atualmente pode ser utilizado junto com
um computador, uma vez que a Microsoft liberou a Application Programming Interface ?
Interface de Programação de Aplicativo (API) - para que isso fosse possı́vel [Flores 2011].
O Kinect foi desenvolvido pela empresa PrimeSense6 e conta com sensores de cor
e profundidade, além de sensores infravermelhos. O hardware do Kinect é composto por:
câmera VGA (Video Graphics Array - Padrão de Disposição Gráfica para Vı́deo) colorida,
sensor infravermelho e Microfone multi-matriz, utilizado tanto para localizar o jogador
como para comando de voz [Cargnin 2012].
Para a se comecar a realizar um protótipo, foram realizadas duas visitas, uma a
Clı́nica Escola da Faculdade UDC Anglo-Americano e ou a ACDD (Associação Cristã do
Doente e Deficiente). Durante as visitas foi elaborado um protocolotestes com o Kinect,
ode o equipamento deve estar a 1,80 metro de distância do usuário e estar posicionado na
altura do tórax do mesmo. Este protocolo pode ser observado na Figura 2.
Figura 2. Figura explicando o protocolo para utilização do Kinect.
Assim, os objetivos da visita foram encontrados de maneira satisfatória, uma vez
que definiu-se os padrões mı́nimos de altura para a detecção de movimentos, elaboração
de um protocolo de distância e altura dos sensores para uma captura de movimentos de
5
6
http://www.xbox.com/pt-BR/Home-20
http://www.primesense.com/
qualidade adequada, e para saber qual a interferência que equipamentos, como o parapodium, poderia causar.
O protótipo que está sendo desenvolvido envolverá a criação de um jogo que consiste no estouro de bolhas. O jogo contará com um menu principal que ira conter os jogos
desenvolvidos e informações básicas dos jogos, como créditos e detalhes do desenvolvimento. Para cada jogo existirá um menu secundário no qual é possı́vel escolher o nı́veis
de dificuldade.
Ele possuirá diferentes nı́veis, por exemplo o nı́vel 1 terá uma bolha, o nı́vel 2
terá 3 uma bolha se mexendo, e assim gradativamente até que alcance um objetivo. Além
disso contará com um nı́vel único, onde o usuário definirá no inı́cio em qual velocidade
as bolhas subirão, a quantidade de bolhas e o tamanho das mesmas.
O protótipo sera testado com crianças tendo como os seguintes requisito mı́nimos
:
•
•
•
•
Altura de aproximadamente 1 (um) metro;
Realizar movimento mı́nimos;
Ter autorização de seus responsáveis para realização da atividade
Ter algum tipo de paralisia cerebral;
3.1. Interfaces do Protótipo
O protótipo em desenvolvimento possui algumas cenas, que, após a resolução de pequenos ”bugs”, poderão ser testadas com as crianças. Dentre as interfaces em faze de término
pode-se listar: primeiro nı́vel do jogo das bolhas, que contém apenas uma bolha para ser
estourada - jogo nomeado como jogo de bolhas 1 (JB1) para este artigo; nı́vel dinâmico
do jogo das bolhas, no qual o usuário escolhe a velocidade com que as bolhas sobem,
quantas bolha irão subir e qual será seu tamanho -jogo nomeado como jogo de bolhas 2
(JB2) para este artigo; cena do menu inicial; e cena dos créditos.
O jogo JB1 ainda contará com mais três ou quatro nı́veis, os quais irão variar na
velocidade da bolha e quantas bolhas a cena terá.
Oo jogos JB1 e JB2 ainda contam com um sistema de placar, o qual conta quantas
bolhas foram pegas e, no caso do JB2, quantas bolhas não foram.
A Figuras 3, 4, 5 e 6 demonstram as interfaces do protótipo em desenvolvimento.
Figura 3. Interface do Jogo JB1.
Figura 4. Interface do Jogo JB2.
Figura 5. Interface de Menu.
Figura 6. Interface dos Créditos.
4. Conclusão
O protótipo está em fase de término, onde estão sendo realizados alguns ajustes, na
questão de estética do software e problemas com a implementação das regras, como
definição de nı́veis e como será a mudança de um nı́vel para outro.
Após o término do protótipo, serão realizados testes, para se obter uma avaliação
do mesmo, de modo que será analisado se esta apto ou não para ser utilizado durante as
sessões de fisioterapia e quais os pontos a serem melhorados dentro do protótipo.
Com a finalização do protótipo serão escolhidos os pacientes que participarão do
projeto, dando inı́cio a pesquisa para se saber se o projeto irá auxiliar os fisioterapeutas durante as sessões de fisioterapia de pacientes com paralisia cerebral, ou seja, será
analisado se a plataforma elaborada será de grande ajuda aos fisioterapeutas.
Conclui-se então que o projeto está na parte de finalização do protótipo, partindo para a fase de testes, onde será realizada a avaliação do protótipo, para as devidas
mudanças.
Referências
Campos, D. and Santos, D. C. C. (2005). Controle Postural E Motricidade Apendicular
Nos Primeiros Anos De Vida. Fisioterapia em Movimento, pages 71–77.
Cargnin, D. J. a. (2012). Desenvolvimento de um Aplivativo com Interfaces HumanoComputador para um Sistema de Reabilitação Motora utilizando Microsoft Kinect.
Fernandes, A. C., Ramos, A. C. R., Casalis, M. E. P., and K., H. S. (2007). O Tratamento
da Paralisia Cerebral e do Retardo Motor.
Flores, L. E. V. (2011). Aplicativo para Detecção de Movimentos para Reabilitação Fisioterapia Utilizando Microsoft Kinect.
LEITE, J. M. and PRADO, F. G. (2004). Paralisia cerebral: aspectos fisioterapêuticos e
clı́nicos.
Levitti, S. (2001). O Tratamento da Paralisia Cerebral e do Retardo Motor.
LIANZA, S. and BARON, C. E. (2004). Mensuração da Qualidade de Vida de Pacientes
Hemiplégicos Espásticos após Aplicação de Toxina Botulı́nica Tipo A.
Mancini, M. C., Alves, A. C. M., Scharper, C., Figueiredo, E. M., Sampaio, R. F., Coelho,
Z. A. C., and Tirado, M. G. A. (2004). Gravidade Da Paralisia Cerebral E Desempenho
Funcional. Revista BRasileira de Fisioterapia, 8(3):253–260.
Ramos, A. D. E. O. and Francesconi, D. (2012). Desenvolvimento De Um Jogo De
Estratégia Em Tempo Real.
Shepherd, R. (1996). Fisioterapia em Pediatria. São Paulo, 3 edition.