Tecnologias originalmente voltadas ao entretenimento podem tornar mais divertida e eficaz a recupera��o de pacientes com limita��es motoras; projetos foram apresentados durante o 4th BRAINN Congress (foto: Brainn)

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Dois projetos com esse objetivo foram apresentados no final de mar�o durante o�4th BRAINN Congress, organizado na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) pelo Instituto Brasileiro de Neuroci�ncia e Neurotecnologia (Brainn), um dos Centros de Pesquisa, Inova��o e Difus�o (CEPIDs) apoiados pela FAPESP.

Bra�o rob�tico auxilia na recupera��o dos movimentos do pulso (Divulga��o)

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Em um simp�sio sat�lite intitulado �Virtual Reality and Neurofunctional Recovery�, o pesquisador do Brainn Alexandre Brand�o apresentou um conjunto de softwares de RV voltados � reabilita��o motora e neurofuncional. A proposta � tornar a tecnologia mais acess�vel de modo a beneficiar pacientes que necessitam de tratamentos de reabilita��o f�sica de m�dia e longa dura��o, como � o caso de quem sofre acidente vascular cerebral (AVC).

Sensores de ultrassom posicionados na regi�o do tornozelo permitem ao usu�rio caminhar pela e-Street (Karina Toledo)

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�Est�o em fase de desenvolvimento dois aplicativos de RV para smartphones: o e-Street, que permite ao usu�rio explorar virtualmente um ambiente urbano e situa��es como atravessar ruas; e o e-House, que por enquanto possibilita caminhar pela �rea externa de uma casa para treinar preven��o de quedas durante a simula��o de subida e descida de escadas. Em breve, tamb�m ser� poss�vel acessar c�modos internos e simular atividades de vida di�ria, como abrir uma gaveta ou arm�rio. Al�m do desenvolvimento constante da interface dos aplicativos, estamos investigando qual a melhor forma para interagir com alguns objetos dentro do ambiente virtual�, contou Brand�o, idealizador do projeto e p�s-doutorando no Instituto de F�sica da Unicamp, sob supervis�o da professora Gabriela Castellano.

De acordo com o pesquisador, os softwares convencionais de RV para smartphones apenas levam o usu�rio por um tour virtual pr�-definido. Ou seja, � poss�vel direcionar o olhar para onde se deseja navegar, mas n�o h� um controle efetivo sobre o ambiente virtual. J� os programas desenvolvidos na Unicamp, com�apoio da FAPESP, possibilitam ao usu�rio avan�ar dentro do ambiente virtual � medida que ele movimenta as pernas para simular passos, mas sem sair do lugar.

Para isso, o grupo est� desenvolvendo, al�m dos softwares, tamb�m equipamentos de hardware com a ajuda de impress�o 3D. Para caminhar pela e-Street, por exemplo, dois sensores de ultrassom s�o posicionados na regi�o do tornozelo do usu�rio. Esses sensores funcionam como um sonar capaz de registrar qualquer movimento que simule uma caminhada e enviam o registro, por cabos, para uma pequena placa controladora (conhecida como ardu�no) fixada na cintura do usu�rio. O ardu�no, por sua vez, se comunica via Bluetooth com o smartphone, inserido nos �culos de RV. Durante a navega��o na e-Street, a dire��o para explorar as diversas ruas da cidade virtual � determinada pelo movimento da cabe�a e rota��o de todo o corpo.

Segundo Brand�o, os primeiros testes com pacientes que sofreram AVC come�aram em mar�o. Embora esse seja o principal e mais desafiador p�blico do projeto, o pesquisador acredita que a tecnologia tamb�m poder� beneficiar idosos que sofrem de desorienta��o espacial (comum em muitos tipos de transtornos cognitivos), ajudar na preven��o de quedas e, possivelmente, na inibi��o da dor ocasionada por atividade motora.

�Muitas quedas acontecem quando o idoso precisa dividir sua aten��o entre uma tarefa motora, como subir escada ou desviar de um objeto na rua, e uma tarefa cognitiva, como olhar para a vitrine de uma loja ou lembrar do trajeto at� sua resid�ncia. Com esses softwares, ser� poss�vel treinar a aten��o associada ao est�mulo motor e antecipar situa��es que poderiam por em risco a integridade f�sica�, explicou.

Al�m disso, portadores de fibromialgia e pessoas de todas as idades que apresentam limita��es motoras � seja em decorr�ncia de fraturas, cirurgias, les�o medular ou qualquer outro tipo de trauma � podem se beneficiar com sess�es de fisioterapia e terapia ocupacional (que costumam envolver tarefas repetitivas) mais l�dicas e estimulantes.

Gesture Collection

Na avalia��o de Brand�o, por�m, nem todos os pacientes est�o preparados para um ambiente altamente imersivo de realidade virtual como o proporcionado pelo uso dos �culos acoplados ao smartphone. Algumas pessoas podem sentir dor de cabe�a, tontura e at� mesmo enjoo ao usar o equipamento.

Nesses casos, � poss�vel recorrer a uma outra s�rie de aplicativos conhecida como GestureCollection, que Brand�o come�ou a desenvolver em 2012 quando ainda cursava o doutorado na Universidade Federal de S�o Carlos (UFSCar).

Entre eles h� o GestureMaps, que possibilita a navega��o do usu�rio a partir da perspectiva do Google Street View. Dessa forma, � poss�vel caminhar por grande parte das cidades do planeta sem sair do quarto ou da cl�nica de reabilita��o.

No GestureChess, o usu�rio pode controlar um jogo de xadrez com o movimento das m�os. O funcionamento � parecido com o do GesturePuzzle, um quebra-cabe�as que permite ao usu�rio arrastar pe�as virtuais de um lado para o outro da tela. J� no GestureChair o objetivo � percorrer um labirinto e coletar bolinhas utilizando o movimento dos bra�os.

H� ainda o RehabGesture, um software voltado ao profissional de sa�de encarregado da reabilita��o, que pode ser um fisioterapeuta ou terapeuta ocupacional. O programa permite mensurar, em tempo real, os movimentos das articula��es do ombro e do cotovelo durante a intera��o com ambientes virtuais e ainda, registrar os dados para posterior an�lise e avalia��o das dificuldades, al�m de servir como um banco de dados para quantificar o progresso do paciente.

�Os programas da GestureCollection podem ser instalados em qualquer computador acoplado a sensores do tipo Kinect [o mesmo usado no console de videogame Xbox], que custam em torno de R$ 300�, disse Brand�o.

O paciente deve ser posicionado em frente ao sensor, enquanto o profissional de sa�de comanda o computador e estabelece os exerc�cios a serem feitos pelo usu�rio e o grau de dificuldade. As imagens podem ser acompanhadas pelo monitor, pela TV ou projetadas na parede.

Testes preliminares com os aplicativos est�o em andamento no Hospital de Clinicas da Unicamp, sob supervis�o do neurologista�Li Li Min, e na unidade Mogi Mirim da Rede Lucy Montoro, centro de reabilita��o para pacientes com defici�ncias f�sicas incapacitantes, motoras e sens�rio-motoras. Por enquanto, os softwares t�m sido usados apenas por especialistas com o objetivo de testar a usabilidade e sugerir melhorias.

Tamb�m j� foram realizados testes iniciais em ambiente escolar por meio de colabora��o com o curso de Licenciatura em Educa��o Especial da UFSCar e em mais tr�s departamentos: Gerontologia, Terapia Ocpacional e Fisioterapia. Tamb�m h� projetos em desenvolvimento na Faculdade de Educa��o F�sica (FEF) da Unicamp.

Parte da pesquisa conta com a colabora��o de Diego Roberto Colombo Dias, atualmente � professor adjunto na Universidade Federal de S�o Jo�o Del Rei (UFSJ). Pedidos de registros para cinco dos softwares desenvolvidos j� foram depositados para an�lise no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). Segundo informou Brand�o, o registro do e-House foi deferido pelo INPI em 2016.

Rob�s e videogame

Ainda durante a programa��o do 4th BRAINN Congress, o pesquisador�Glauco Caurin, da Escola de Engenharia de S�o Carlos (EESC) da Universidade de S�o Paulo (USP), apresentou sua linha de pesquisa voltada ao desenvolvimento de jogos eletr�nicos e membros rob�ticos que funcionam como ferramentas auxiliares da fisioterapia.

O trabalho � desenvolvido no �mbito do N�cleo de Estudos Avan�ados em Reabilita��o (NEAR), coordenado pela professora da Faculdade de Medicina da USP Linamara Rizzo Battistella. �O rob� atua como um joystick sofisticado. O jogo determina quais movimentos o paciente tem de fazer para alcan�ar um determinado objetivo � pode ser coletar uma fruta ou impedir que uma bolinha caia de uma plataforma, por exemplo. Quando o paciente n�o consegue fazer a a��o sozinho, o rob� aguarda algumas fra��es de segundo e, ent�o, o auxilia�, contou Caurin.

Como explicou o pesquisador, o grau de ajuda que o rob� oferece pode ser modulado pelo fisioterapeuta ou fisiatra respons�vel pelo tratamento. A ideia � que o aux�lio v� diminuindo � medida que o tratamento avance. Em um dado momento, o rob� pode at� mesmo oferecer resist�ncia ao movimento para aumentar o t�nus muscular.

�O paciente tem dom�nio completo das a��es. O rob� sabe antecipadamente qual � o movimento que precisa ser feito para ganhar o jogo, mas, se o paciente n�o tiver a inten��o de fazer essa a��o, nada acontece. Ele pode perder de prop�sito, se quiser. Nossa preocupa��o � desenvolver o rob� de modo que ele n�o possa machucar ningu�m. Em um dos testes de laborat�rio, mostramos que a m�quina tem sensibilidade suficiente para sair do caminho se empurrada com algo fr�gil, como uma batata chips�, contou Caurin.

O projeto em desenvolvimento na USP de S�o Carlos tem como foco a reabilita��o de punhos e tornozelos, embora o grupo tamb�m j� tenha criado rob�s para auxiliar movimenta��o de ombros e at� um exoesqueleto capaz de auxiliar a movimenta��o da cintura para baixo.

�O tornozelo proporciona aproximadamente 50% da energia necess�ria para caminhar. Os flexores plantares do tornozelo contribuem com at� 50% de trabalho mec�nico positivo em um �nico passo para permitir a propuls�o para frente. Se conseguirmos recuperar esse movimento, portanto, j� � uma grande conquista. Qualquer ganho de independ�ncia pode melhorar muito as condi��es de vida do paciente e aliviar a carga de familiares�, comentou o pesquisador.

De acordo com Caurin, estudos internacionais j� comprovaram � particularmente no caso dos membros superiores � que a fisioterapia auxiliada por rob�s oferece vantagens em rela��o aos m�todos cl�ssicos de reabilita��o.

�Com o rob� � poss�vel realizar quase dez vezes mais movimentos em uma sess�o do que com a ajuda de um fisioterapeuta, pois o profissional tamb�m entra em fadiga. Al�m disso, o videogame ajuda a tornar a atividade mais estimulante. Ainda estamos trabalhando para tornar os jogos menos est�ticos e repetitivos, possibilitando ao paciente evoluir de n�vel�, disse Caurin.

Longe de perder o protagonismo no processo de reabilita��o, os profissionais de sa�de passam a atuar como supervisores de todo processo. Para auxili�-los nessa tarefa, o grupo da USP est� desenvolvendo programas de computadores capazes de medir objetivamente vari�veis como amplitude de movimento, acelera��o e for�a. As informa��es s�o coletadas enquanto o paciente faz o exerc�cio e s�o armazenadas ao longo de todo tratamento para mostrar a evolu��o.

Os prot�tipos de membros rob�ticos em est�gio mais avan�ados de desenvolvimento j� est�o sendo testado em pacientes por meio de uma colabora��o com pesquisadores da Faculdade de Medicina de Ribeir�o Preto (FMRP-USP).