Utilização de sensores
telereabilitação
de
movimentos
e
orientação
na
Daniel Tornieri1 & Douglas Augusto Schneider Filho2
1. Tecnólogo em redes de computadores, Especializando do Curso de Especialização em
Informática em Saúde, Universidade Aberta do Brasil (UAB)/Universidade Federal de São
Paulo (UNIFESP), 2013-2014.
2. Cirurgião-Dentista Sanitarista, Orientador do Curso de Especialização em Informática em
Saúde, UAB/UNIFESP.
Resumo: O presente estudo teve como objetivo avaliar os diversos tipos e usos de
sensores de orientação ou movimento nas situações de reabilitação residencial, com
a finalidade de avaliar a melhoria da mobilidade e da qualidade de vida quando sua
utilização no tratamento de pacientes com incapacidades físicas motoras temporárias
e de pacientes idosos. Através de revisão sistemática, foram analisados 18 artigos
publicados e indexados nas Bases de Dados Scielo, Lilacs e PubMed, que analisaram
o uso de sensores de movimento em fisioterapia ou no mapeamento dos movimentos.
Os estudos mostraram uma grande evolução nos projetos que fazem uso destes
sensores no mapeamento dos movimentos dos pacientes ou voluntários estudados,
mostrando um grande potencial de adoção futura desta tecnologia em reabilitação em
casa (telereabilitação), com grande aceitação e satisfação dos pacientes tratados.
Descritores: Rehabilitation; Physical and Rehabilitation Medicine; Rehabilitation
Services; Physical Therapy Specialty; Monitoring, Ambulatory; Movement;
Acceleration; Telerehabilitation
Introdução
Condições de saúde, condições agudas e crônicas
As condições de saúde podem ser definidas como as circunstâncias na saúde
das pessoas que se apresentam de forma mais ou menos persistentes, e que exigem
respostas sociais reativas ou proativas, episódicas ou contínuas e fragmentadas ou
integradas, dos sistemas de atenção à saúde, dos profissionais de saúde e das
pessoas usuárias(1). Segundo classificação da Organização Mundial da Saúde (OMS),
estas condições podem ser agudas ou crônicas. As condições agudas, em geral,
apresentam um curso curto, inferior a três meses de duração, e tendem a se
autolimitar; as condições crônicas, ao contrário, têm um período de duração mais ou
menos longo, superior a três meses, e nos casos de algumas doenças crônicas,
tendem a se apresentar de forma definitiva e permanente. Muitas condições agudas
podem evoluir para condições crônicas, como certos traumas que deixam sequelas
de longa duração, determinando algum tipo de incapacidade que exigirá cuidados,
mais ou menos permanentes, do sistema de atenção à saúde. É o caso de certos
problemas motores pós-traumáticos. Por outro lado, as condições crônicas podem
apresentar períodos de agudização, e, nesses momentos, devem ser enfrentadas pelo
1
sistema de atenção à saúde, na mesma lógica episódica e reativa das condições
agudas, no campo das redes de atenção às urgências e às emergências(1).
Problemas e condições de saúde que geram necessidade de reabilitação
A necessidade de reabilitação fisioterápica de pacientes é demandada pelos
mais diversos fatores agudos, como recuperação pós-cirúrgica(2) ,cirurgias eletivas,
emergências, urgências, acidentes vasculares cerebrais (AVC)(3-4) e perda de
mobilidade de idosos(5).De acordo com a OMS, 15 milhões de pessoas sobrevivem
mundialmente a cada ano após o AVC, sendo que 5 milhões estão permanentemente
incapacitadas. O acidente vascular cerebral, a principal causa de comprometimento
neurológico grave e de incapacidade de longo prazo no mundo, normalmente afeta a
capacidade de o sistema neuromuscular coordenar com precisão os diferentes grupos
musculares. Essa situação normalmente resulta em falta de equilíbrio, que leva a
quedas e lesões grave(3). A recuperação do controle postural e o restabelecimento do
equilíbrio são muito importantes para devolver as capacidades funcionais do paciente,
mas esta recuperação é bem complexa e demorada(3). Outra importante fonte de
morbidade e mortalidade, com consequências incapacitantes, são as quedas em
idosos, cujas consequências incluem ferimentos significativos, fraturas, internações
hospitalares e até mesmo a morte. A causa das quedas é multifatorial, no entanto, as
paradas durante a marcha e o equilíbrio são muitas vezes fundamentais para que elas
ocorram. A identificação das anormalidades da marcha é essencial para a iniciação
precoce da intervenção terapêutica adequada, como parte da estratégia de prevenção
de quedas(5). Segundo, Gill Turner(5) (em “Age and ageing 2014 do The Journal of the
British Geriatrics Society”, a recuperação de mobilidade em idosos desempenha um
papel importante na recuperação de suas atividades domésticas e sociais(5).
Cenários de fisioterapia, reabilitação e seus desafios.
A fisioterapia é uma ciência da saúde que estuda, previne e trata os distúrbios
cinéticos funcionais intercorrentes em órgãos e sistemas do corpo humano, gerados
por alterações genéticas, por traumas e por doenças adquiridas. Ela fundamenta suas
ações em mecanismos terapêuticos próprios(6). A prestação de serviços de
reabilitação tem o objetivo de devolver os movimentos ou capacidades perdidas por
motivo de doenças, situações agudas ou situações crônicas(2). Os planos de
Reabilitação Física envolvem um conjunto de diferentes terapias que visam devolver
os pacientes a um estado saudável que lhes permita recuperar a forma normal de
viver(2).
Podemos distinguir dois cenários no processo de reabilitação:
(i) cenário hospitalar, no qual o paciente vai para um ponto de atendimento em
sessões regulares e executa os exercícios parcialmente supervisionados por
especialistas, uma vez que cada fisioterapeuta atende muitos pacientes em um
momento.
(ii) cenário ambulatorial, neste caso após a prescrição de um plano de
reabilitação, o paciente realiza, geralmente em casa, os exercícios sob nenhuma
fiscalização. Peritos verificar sua evolução através de reuniões periódicas com o ponto
2
de atendimento(7). Cenários hospitalares necessitam de maiores custos com pessoal,
que permitam uma maior comunicação regular entre pacientes e fisioterapeutas. Ao
contrário, em situações ambulatoriais, esta comunicação é quase inexistente. Por
isso, é muito provável que o paciente não se lembre claramente das instruções do
especialista para realizar os exercícios em seu dia-a-dia de reabilitação. Mais ainda,
porque eles executam esses exercícios sem qualquer tipo de controle, e não recebem
qualquer feedback sobre a regularidade de seu desempenho, até que ocorra a
próxima visita programada ao fisioterapeuta(7). As entregas destes serviços têm de ser
rentáveis, justas, acessíveis, sustentáveis e de qualidade. Muitas das sequelas de
doenças neurológicas estão em tratamento ambulatorial nos hospitais e centros
especializados. Esses recursos são limitados e deficientes no cenário clínico, devido
ao tempo restrito dessa modalidade de reabilitação. Além disso, a maioria dos
pacientes com esclerose múltipla têm dificuldades relacionadas à mobilidade,
localização geográfica, ou ambos que os impede de receber tratamento em um centro
de reabilitação. Pessoal e recursos materiais são muitas vezes necessários para
fornecer esse tipo de tratamento, o que aumenta o custo do tratamento e a dificuldade
de oferecer tratamento contínuo. Em resposta à esta situação, tem aumentado o
interesse no que diz respeito ao desenvolvimento de projetos de reabilitação em
saúde(8).
Telereabilitação e evolução das tecnologias
No âmbito da saúde, telereabilitação (TR) é o fornecimento de serviços de
reabilitação via sistemas eletrônicos utilizando as tecnologias da informação e da
comunicação(TIC). A TR amplia a reabilitação para além do ambiente hospitalar,
ajudando a detectar novas limitações e a avaliar a eficácia da intervenção no que diz
respeito às atividades da vida diária (AVD), a um custo sustentável(8). Os prestadores
de serviços têm respondido não apenas as pressões de contenção de custos pelo
encurtamento da duração da hospitalização do paciente, mas também pela prestação
de serviços de cuidados geriátricos menos dispendiosos, em relação unidades de
reabilitação (por ex., qualificando com um curso especializado a enfermagem) e
promovendo estratégias compensatórias, (por exemplo, o uso de técnicas com uma
mão) em vez de trabalhar para corrigir a função motora, para realizar recuperação
das atividades de vida diária (AVD)(9). Assim, esquemas conhecidos como mais
eficazes de terapia de reabilitação hospitalar na prestação de cuidados de saúde de
reabilitação hospitalar são administrados em menos da metade do tempo, para uma
população cada vez mais doentes, e cada vez mais utilizando atendimento
ambulatorial como tratamento complementar(9). Como o cuidado é deslocado do
ambiente hospitalar para a casa dos pacientes, as tecnologias que estendem o
tratamento eficaz e cuidados intensivos para fora do hospital são fundamentais(9).
Muitos na indústria da saúde, classificam a telemedicina e a alta robótica entre as
tecnologias mais bem adaptadas para atender as necessidades de um crescente
envelhecimento da população(9). Esta demanda vem crescendo em função do
aumento da população idosa e da incapacidade das instituições que prestam serviços
para suprir a demanda(2). Com o desenvolvimento da microeletrônica e da
computação, a telereabilitação pode fazer uso de diversos dispositivos eletrônicos,
que desempenham a função de auxiliar o trabalho de forma remota, com o objetivo de
reconhecer diferentes atividades diárias e proporciona novas oportunidades de
aplicações dentro do contexto particular de diversas áreas, incluindo saúde e wearable
computing (computadores vestíveis ou roupas inteligentes)(9,11). Sensores complexos,
3
tais como câmeras de visão computacional, têm sido usados para reconhecer
atividades cotidianas(3), bem como os acelerômetros tem sido utilizado desde a
década de 1950. No entanto, esses dispositivos eram caros e volumosos e pouco
confiáveis, sendo portanto, inadequados para as técnicas de monitorização
ambulatorial. Na última década ocorreu uma revolução na fabricação de
acelerômetros, impulsionada principalmente pela indústria automobilística, para uso
em airbags de carros. Esta nova geração de acelerómetros foi concebido para
satisfazer os mais rigorosos requisitos de confiabilidade e qualidade da indústria, bem
como suprir a demanda de alto volume e baixo custo de produção (5). Como
conseqüência os acelerômetros estão agora disponíveis como miniatura, com baixo
custo (US$ 5,80), sendo dispositivos de baixo consumo de energia, fornecendo a
capacidade de medição quantitativa, medição portátil de equilíbrio e as alterações da
marcha em idosos, quando combinadas com modernos gravadores ambulatoriais (5)
(Figura 1).
Figura 1 – Chip com função de acelerómetro e
giroscópio
Figura 2 – Visão interna de um chip de
gyroscópio.
Fonte:
http://fisicamoderna.blog.uol.com.br/images/chip_acelerometro
.jpg
Fonte:http://www.chaehoi.com/R-D/3-Axis-CMOS-SOIaccelerometer
Os acelerómetros medem tanto a aceleração estática (por exemplo, a
gravidade), quanto a dinâmica (por exemplo, a vibração). Eles consistem de uma
barra móvel suspensa sobre molas micro usinadas, que fornecem resistência contra
aceleração(Figura2). Desvios nesta barra são então convertidos em uma leitura de
aceleração. Três acelerômetros podem ser incorporados em um único dispositivo, que
fornece informações sobre movimentos tridimensionais (tri-axial acelerômetro)(5).
Dois acelerômetros, um sobre o tronco e outro na perna, são suficientes para distinguir
entre sentado, em pé, deitado e em circulação. Estudos sobre precisão do
acompanhamento durante atividade medidas pelos acelerômetros em adultos mais
velhos em reabilitação mostraram uma média de 95% de precisão na detecção(5).
4
Figura 3 – Uso de acelerômetro e giroscópio em paciente para avaliar ângulos e aceleração.
fonte: http://www.mdpi.com/sensors/sensors-12-02255/article_deploy/html/images/sensors-12-02255f4.png
Para realizar a tradução de movimentos captados por acelerômetros e giroscópios e
os transformar em orientação dos segmentos do corpo humano são necessários
filtros, sendo que o mais completo utilizado é o filtro Kalman (12).
Os mapeamentos dos movimentos humanos também se deram por sensores em
consoles de videogames como “Wii”(Figura 4) que tem sido usado para fins de
reconhecimento de gestos(7), e Xbox, através do sensor Kinect, na medição do corpo
humano com os grandes movimentos em um único sensor(10).Além de permitir utilizar
a mesma plataforma do Xbox, para reabilitação de pacientes com esclerose múltipla (8)
Figura 5.
5
Figura 4 – paciente fazendo fisioterapia com videogame Wii da
Figura 5 – paciente fazendo fisioterapia com videogame Xbox e
Nintendo.
sensor Kinect da Microsoft.
fonte:http://www.knowabouthealth.com/play-nintendo-wii-to-stay-
fonte:http://cronkitenewsonline.com/2013/05/medicine-increasingly-
fit/1260/
turning-to-video-games-to-speed-recovery/
A abordagem contemporânea da reabilitação utilizando tarefas baseadas em
ambientes virtuais, (Realidade Virtual) poupa os fisioterapeutas do trabalho manual,
oferecendo reabilitação para um maior número de pacientes, pois pode resultar no
mesmo efeito em menor tempo. Ao mesmo tempo, as tarefas de RV apresentam uma
motivação extra para o paciente. A telereabilitação permite ao paciente manter contato
com os profissionais de saúde, médicos, terapeutas em domicilio, além de possibilitar
a continuação da reabilitação em longo prazo, com maior eficiência funcional(3). A
atividade humana requer um reconhecimento objetivo e técnica confiável que pode
ser usado sob as condições da vida diária e uma continua monitoração das atividades
de reabilitação são importantes para entender a efetividade e evolução do
tratamento(4). Com o surgimento de sensores biomédicos adequados e com o
desenvolvimento de protocolos de rede, surgiu uma nova geração de redes de
sensores sem fio (wireless), chamados de redes de área do corpo (WBANs). Essas
redes podem ser utilizadas para monitoração contínua de parâmetros vitais, do
movimento, e do ambiente que os rodeia. Os dados recolhidos por essas redes
contribuem para melhorar os usuários e sua qualidade de vida, e permite criar bases
de conhecimento útil(13). O presente estudo tem como objetivo identificar os benefícios
do uso de variados tipos de sensores de movimentos ou orientação descritos na
bibliografia sobre o assunto.
Método
Para realização do estudo, foi feita uma revisão sistemática da literatura no
período compreendido de 2001 a 2014, uma busca por meio de consulta nas bases
de dados eletrônicos Scielo, MedLine, Lilacs e Pubmed. Como critério de inclusão
foram considerados artigos publicados entre os anos de 2001 e 2014, acessíveis e
disponíveis em formato PDF e publicados na língua portuguesa ou inglesa. A busca
foi realizada através dos descritores Rehabilitation, Physical and Rehabilitation
Medicine, Rehabilitation Services, Physical Therapy Specialty, Monitoring,
Ambulatory, Movement, Acceleration e Telerehabilitation. Dos 18 artigos
selecionados, 15 artigos em inglês e 3 artigos em português, os artigos selecionados
foram traduzidos para o português, para melhor compreensão e incorporação ao texto
do presente trabalho.
6
Resultados
Os artigos estudados tratam de três temas principais:
- Tipos de doenças ou problemas que levaram o paciente ao tratamento
- Os objetivos do tratamento ou o que se pretende medir
- Tipos de tecnologia dos sensores e sistemas utilizados nas medições
Assim, de acordo com esses temas, os resultados encontrados são apresentados a
seguir.
Tipos de doença ou problema
São diversas as causas de necessidade de fisioterapia ou acompanhamento
corporal listadas nos artigos, incluindo: acidente vascular cerebral(3-4,17-18), fisioterapia
geral(7,16) atividades físicas da vida diária curtas(9,12), perda de mobilidade em idosos
(5,14) ,monitoração de dados do corpo(9,11), fisioterapia em casa(16), goniômetros de
joelhos(15), cirurgia artroplastia total de joelho(2) fisioterapia de partes inferiores(6),
esclerose múltipla(8) e medidas físicas de pacientes vestidos(10).
O Objetivo do tratamento ou o que se pretende medir
Dentro dos artigos selecionados e de acordo com o propósito de tratamento
que se quer alcançar, os artigos relatam o uso das seguintes medidas: medição da
amplitude de movimentos e ângulos (6-7-8-9,15), reconhecimento de padrões e atividades
diárias(10-11-12-13-14,16,19) avaliação da satisfação do uso em casa(2-3), monitoração continua
das atividades(4) e acompanhamento da qualidade da marcha, movimentos e medidas
corporais(5,10).
Tipos de tecnologia de sensores e sistemas nas medições.
Para alcançar as medidas necessárias, são utilizadas tecnologias como:
acelerômetros e giroscópios(4-5-6,9,12-13-14-15), sensores de videogames como Wii da
Nintendo e Kinect do Xbox da Microsoft(7,8,10), equipamentos de videoconferência(2),
redes corporais body area network(BAN) e e-tecidos(11,19). Em geral, técnicas
baseadas na visão computacional para o acompanhamento e reconhecimento em
atividade muitas vezes funcionam bem em um laboratório ou ambiente bem
controlado. No entanto, eles falham em alcançar o mesmo nível de precisão e
definição sob um caso real, devido à confusão, iluminação variável, e atividades
altamente variadas que se realizam em ambientes naturais. Captura de movimento
com acelerômetros fixo no corpo oferece uma alternativa adequada para a avaliação
de atividades físicas diárias(11). Acelerômetros fornecem medidas quantitativas da
marcha, sendo capazes de identificar determinadas alterações na marcha em adultos
mais velhos e em queda inexplicada e podendo ser utilizado em ambulatório para
quantificar objetivamente níveis de atividade. Os acelerômetros têm muitos usos
potenciais na monitorização de pacientes em reabilitação. A vantagem de utilizar
giroscópios, no entanto, é que a velocidade angular e orientação são conseguidas de
forma rápida(12). Estudos pilotos demonstram a viabilidade técnica e a utilização de
um único sistema (giroscópio) vestível como um instrumento de vigilância residencial
7
de monitoramento de movimentos humanos(13). Outro estudo investigou o efeito da
combinação de vários acelerômetros de diversos locais. Ao fazê-lo, foi demonstrado
que detecção de atividade razoável pode ser alcançada usando apenas dois
acelerómetros e que o aumento do número de sensores não teve impacto significativo
sobre a precisão do classificador. Está alinhado com trabalhos anteriores, que têm
mostrado que um acelerômetro colocado na parte superior e um na parte inferior do
corpo são possíveis detectar uma gama de atividades da vida diária (9). Com base na
precisão de acelerômetros e giroscópios fornecem uma avaliação precisa do ângulo
através da articulação do joelho durante o sentar em repouso e movimento de
manobras. A taxa de dados dos giroscópios pode fornecer uma estimativa mais exata
e precisa de ângulo do joelho e da velocidade angular do que pode ser determinada
a partir de acelerômetros(14). O uso do acelerômetro é claramente um sensor ideal
para medir progresso do movimento do braço inferior em termos de aceleração do
movimento e inclinação em relação ao solo(4). O uso de telereabilitação em pacientes
pós-operados de artroplastia total do joelho, mostra que o grau de satisfação foi tão
alto quanto a de um dos pacientes que receberam tratamento de fisioterapia
convencional. A satisfação dos fisioterapeutas também foi alta. A telereabilitação em
casa parece ser uma alternativa promissora aos tradicionais tratamentos face a face (2).
Os resultados obtidos através do processo de validação de mensuração dos ângulos
e a avaliação de usabilidade realizada pelo fisioterapeuta demostram o potencial do
sistema como aplicação pratica(6). O uso de robôs em telemedicina, em resumo,
considerando que a telereabilitação em casa tem um brilhante futuro, ainda é vago.
Ela será parte dos cuidados contínuos, proporcionando alta qualidade terapêutica e
cuidados à beira do leito, na reabilitação hospitalar ou centros de prestação de
cuidados especializados, de ambulatórios ou manutenção da saúde e para a casa(9).
O reconhecimento automático das atividades humanas é uma das mais importantes e
desafiadoras áreas de investigação em computação(11). Os recursos para detecção
de movimentos são calculados por um longo período de tempo, perdendo eficácia
para detectar movimentos de curta duração. As técnicas de classificação de
movimentos têm se baseado em métodos heurísticos, arvores de decisão, redes
Bayesianas, support vector machines, redes neurais, cadeias Markov e modelo
mistura Gaussiana (GMM). Sendo esta última técnica que teve mais sucesso 78% de
acurácia, empregando um único acelerômetro, porem com um método muito
complexo de treinamento para cada atividade(14). Estes utilizados como instrumentos
de realimentação (feedback) aos profissionais de fisioterapia, sendo indispensáveis
na coleta de informações e mapeamentos de movimentos nos mais diversos tipos de
tratamentos remotos (telereabilitação) aplicados a pacientes em recuperação.
Indiretamente reduzindo custos, melhorando o tempo de recuperação, melhorando a
regularidade do tratamento e levando o paciente a ser tratado próximo a sua família.
8
O quadro abaixo apresenta uma síntese dos artigos.
Quadro 1 – Distribuição de artigos localizados nas bases de dados LILACS (2001-2014),
Scielo (2001-2014), MEDLINE (2001-2014) e PubMed (2001-2014). Numerados de acordo
com a ordem da bibliografia.
Título do Artigo
Autores
Ano Objeto de Estudo
2. Patients' satisfaction of healthcare
services and perception with in-home
telerehabilitation and physiotherapists'
satisfaction toward technology for postknee arthroplasty: an embedded study in a
randomized trial. (2)
3. Telerehabilitation: remote multimediasupported assistance and mobile
monitoring of balance training outcomes
can facilitate the clinical staff's effort. (3)
Tousignant, M.; Boissy, P.;
Moffet, Hé.; Corriveau, Hé.;
Cabana, F.; Marquis, F. &
Simard, J.
2011
Utilização de equipamento de videoconferência para
pacientes com pós cirurgias de artroplastia total de joelho,
com o objetivo de medir sua satisfação de fisioterapia em
casa.
Krpi A.; Savanović, A. & Cikajlo,
I.
2013
Uso de esteira com sensores de movimento e sistema de
realidade virtual, em pacientes pós AVC, com o objetivo de
medir sua satisfação de fisioterapia em casa.
4. Design and Development of a Multisensor Monitoring Device for Arm
Rehabilitation (4)
Ambar, R.; Ahmad, M. & Abdul
Jamil, M.
5. Accelerometers in rehabilitation
medicine for older adults. (5)
Culhane, K. M.; O'Connor, M.;
Lyons, D. & Lyons, G. M.
6. Sistema de Monitoramento de
Amplitude de Movimento
Baseado em Redes de Sensores sem Fio
Aplicado à Fisioterapia. (6)
7. eFisioTrack: A Telerehabilitation
Environment Based on
Motion Recognition Using Accelerometry.
(7)
8. A Telerehabilitation Program Improves
Postural Control in
Multiple Sclerosis Patients: A Spanish
Preliminary Study (8)
Renan C. A. Alves; Fabíola C. L.
dos Santos; Bruno T. de Oliveira
& Cíntia B. Margi
9. Optimal placement of accelerometers for
the detection of everyday activities. (9)
10. Measuring Accurate Body Parameters
of Dressed Humans with Large-Scale
Motion Using a Kinect Sensor. (10)
11. Unobstructive Body Area Networks
(BAN) for efficient movement monitoring.
(11)
12. A triaxial accelerometer-based
physical-activity recognition via
augmented-signal features and a
hierarchical recognizer. (12)
13. Measuring orientation of human body
segments using miniature gyroscopes and
accelerometers. (13)
14. A pilot study of long-term monitoring of
human movements in the home using
accelerometry. (14)
15. Detecting absolute human knee angle
and angular velocity using accelerometers
and rate gyroscopes. (15)
16. Telerehabilitation robotics: Bright lights,
big future ? (16)
17. O papel da fisioterapia no acidente
vascular cerebral. (17)
18. Modelos de Reabilitação Fisioterápica
em Pacientes. Adultos com Sequelas de
AVC Isquêmico. (18)
19. Electronic textiles for in situ
biomechanical measurements. (19)
2011
Uso de sistema Arduino com acelerômetros e giroscópios,
em pacientes pós AVC, com o objetivo de monitoração
continua das atividades.
2005
Utilização de sensores acelerômetros e giroscópios em
idosos com perda de mobilidade, para avaliar qualidade da
marcha.
Uso de sensores acelerômetros e giroscópios, em
pacientes de tratamento fisioterápico de partes inferiores de
forma a medir amplitude de movimentos.
Daniel Ruiz-Fernandez;
OscarMarín-Alonso;
Antonio Soriano-Paya & Joaquin
D. García-Pérez
Rosa Ortiz-Gutiérrez ; Roberto
Cano-de-la-Cuerda ; Fernando
Galán-del-Río ;
Isabel María Alguacil-Diego
;Domingo Palacios-Ceña & Juan
Carlos Miangolarra-Page;
Cleland, I.; Kikhia, B.; Nugent,
C.; Boytsov, A.; Hallberg, J.;
Synnes, K; McClean, S. &
Finlay, D.
Huanghao Xu, Yao Yu; Yu Zhou;
Yang Li & Sidan Du
2014
Utilização de sensores acelerômetros e giroscópios do
Videogame Wii, em pacientes de fisioterapia geral para
medir amplitude de movimentos e ângulos.
2013
Utilização de Sensor Kinect Videogame Xbox, em pacientes
com Esclerose múltipla, para medir amplitude de
movimentos e ângulos.
2013
Uso de sensores acelerômetros e giroscópios, em curtas
atividades físicas da vida diária, de forma a medir amplitude
de movimentos, ângulos e reconhecer padrões.
2013
Felisberto, F.; Costa, N.; FdezRiverola, F. & Pereira, A.
2012
Khan, A. M.; Lee, Y.-K.; Lee, S.
Y. & Kim, T.-S.
2010
Utilização de sensor Kinect do videogame Xbox, em
pacientes vestidos, para realizar captura de medidas
corporais.
Uso de sensores Body Area Network (BAN) em
monitoração de dados do corpo para capturar movimento
corporal.
Uso de sensor acelerômetro e sistema de ordenamento
hierárquico, em curtas atividades físicas da vida diária para
reconhecer 15 atividades definidas.
Luinge, H. J. & Veltink, P. H.
2005
Mathie, M. J.; Coster, A. C. F.;
Lovell, N. H.; Celler, B. G.; Lord,
S. R. & Tiedemann, A
Williamson, R. & Andrews, B. J.
2004
Craig R. Carignan & Hermano I.
Krebs
Luiz Carlos Boaventura
2006
de Paula Piassaroli, Cláudia
Araújo & de Almeida, Giovana
Campos and Luvizotto, José
Carlos and Suzan, Ana Beatriz
Biagioli Manoel
Martin, Tom and Lockhart,
Thurmon and Jones, Mark and
Edmison, Josh
2011
2001
2004
Uso de sensores acelerômetros e giroscópios e filtros
Kalman, em curtas atividades físicas da vida diária para
reconhecer atividades cotidianas.
Utilização de sensores acelerômetros e giroscópios em
pacientes idosos para reconhecer atividades cotidianas em
longo prazo.
Utilização de sensores acelerômetros e giroscópios para
medir ângulos de joelhos, simulando um goniômetro
eletrônico.
Uso de robôs de telereabilitação, simulando atividades
cotidianas em pacientes realizando fisioterapia em casa.
Utilização de tratamento convencional em pacientes pós
AVC para recuperação de movimentos.
Utilização de tratamento convencional em pacientes pós
AVC Isquêmico para recuperação de movimentos.
Uso de e-tecidos com sensores de movimento para
monitoração de dados do corpo de forma a reconhecer
padrões de movimentos e mapear situações de perigo,
como tiros.
9
Discussão
O emprego das diversas tecnologias apresentadas mostra que existem várias formas
de detecção dos movimentos. A telereabilitação pode fazer uso de diversos
dispositivos eletrônicos, que desempenham a função de auxiliar o trabalho de forma
remota(9). Sensores complexos, tais como câmeras de visão computacional, têm sido
usados para reconhecer atividades cotidianas, porém funcionam bem apenas em
ambientes de laboratórios e pouco práticas para as técnicas de monitorização
ambulatorial(3). O uso de telereabilitação em pacientes pós-operados de artroplastia
total do joelho mostra que o grau de satisfação foi tão alto quanto a dos pacientes que
receberam tratamento de fisioterapia convencional. A satisfação dos fisioterapeutas
também foi alta. A telereabilitação em casa parece ser uma alternativa promissora aos
tradicionais tratamentos face a face(2). Os resultados obtidos através do processo de
validação de mensuração dos ângulos e a avaliação de usabilidade realizada pelo
fisioterapeuta demostram o potencial do sistema como aplicação pratica (6). Dois
acelerômetros, um sobre o tronco e outro na perna, são suficientes para distinguir
entre sentado, em pé, deitado e em circulação. Estudos sobre precisão do
acompanhamento durante atividade medidas pelos acelerômetros em adultos mais
velhos em reabilitação mostraram uma média de 95% de precisão na detecção(5).
Captura de movimento com acelerômetros fixo no corpo oferece uma alternativa
adequada para a avaliação de atividades físicas diárias(11).
Conclusões
No âmbito da saúde, existem várias situações que podem incapacitar os
indivíduos de forma permanente ou reduzir a sua qualidade de vida, causadas por
fatores agudos como acidentes de trânsito, acidente vascular cerebral (AVC),
esclerose múltipla ou fatores crônicos, como envelhecimento da população,
obesidade, diabetes, etc. Em todos estes casos, é possível a utilização de recursos
da fisioterapia remota, que demonstra ter um grande potencial de desenvolvimento a
médio e longo prazo. Além destas, destaca-se também a utilização de vários sistemas
informatizados para monitoração de qualidade de vida, do aumento de mobilidade e
da prevenção ou redução de quedas de pacientes idosos. A área de fisioterapia,
fazendo uso da telereabilitação, ainda carece de desenvolvimento de ferramentas que
possam auxiliar seus profissionais a seguirem a tendência de desospitalização no
tratamento, a responderem à pressão por redução de custos de tratamento e a
demanda pela redução de tempo de tratamento, mantendo a qualidade e garantindo
a continuidade do tratamento. Nos projetos acompanhados por questionários para
medir a qualidade e satisfação no uso dos diversos sistemas com sensores,
questionários esses aplicados tanto a profissionais de fisioterapia como a pacientes,
os resultados foram bons, comparáveis aos obtidos com o atendimento hospitalar.
O uso de robôs e roupas inteligentes ainda são iniciativas embrionárias e com alto
custo, contrapondo-se à tendência de redução de custo de atendimento pelos planos
de saúde. O uso dos diversos sensores de baixo custo, como giroscópios,
acelerômetros, sensores de videogames como “Wii” e “Kinect”, potencializam e dão
instrumental necessário para que a telereabilitação se torne uma realidade cada vez
mais presente no tratamento dos pacientes. Os sensores demonstraram fornecer
medidas confiáveis, práticas, de baixo custo e facilmente incorporáveis aos sistemas
10
e tratamentos dos pacientes, oferecendo a possibilidade de medição de qualidade dos
movimentos em diversas situações. Seu uso torna possível acompanhar de forma
remota as várias atividades desenvolvidas pelos pacientes e garantir a continuidade
dos tratamentos com qualidade.
Agradecimentos
Quero agradecer a oportunidade de fazer uma nova pós-graduação em uma área
de grande efervescência de ideias, grande troca de experiências entre os alunos, com
vários profissionais de gabarito suportando o curso e uma excelente orientação de
trabalho final pelo Prof. Douglas Schneider.
Também quero agradecer a minha esposa Aline e minha e filha Lavínea pela
compreensão e carinho nas horas que dediquei ao curso e momentaneamente fiquei
ausente.
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Índice de figuras:
Figura 1 - http://fisicamoderna.blog.uol.com.br/images/chip_acelerometro.jpg
Figura 2 - http://www.chaehoi.com/R-D/3-Axis-CMOS-SOI-accelerometer
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