DESENVOLVIMENTO DE UMA PLATAFORMATRIDIMENSIONAL PARA AUXILIO NO TRATAMENTO

DE PACIENTES COM PARALISIA CEREBRALAlessandra Bussador1, Jorge Aikes Junior1, Lıvia Willemann Peres2,

Felipe Cesar da Costa Calori1,Joao Vitor Lucas Pinotti1, Jose Leandro Porto Targao1,Leonardo Diniz de Lima1, Rafael Augusto Alflen1

1Curso de Ciencia da Computacao da Faculdade Anglo-AmericanoAv. Parana - 5661 - Vila A – Foz do Iguacu – PR – Brazil

2Curso de Fisioterapia da Faculdade Anglo-Americano

{alessandra, livia}@anglofoz.com.br,jorgeaikes@gmail.com,

{felipecalori92,roxdrumer}@gmail.com,

{jlptargao, leo diniz , rafaelalflen}@hotmail.com

Abstract. The Game Therapy, use of games on treatments is becoming morepresent, so that it is increasingly common to hear about treatments that usegames. The physical therapy sessions for patients with cerebral palsy can be-come repetitive and hence tiresome. Thus the Game Therapy can bring a newcheer sessions. This project aims to build a game that assists physical therapistsDurantes physical therapy sessions for patients with cerebral palsy, so that thegame adapts to the movements performed during the sessions, facilitating thework of the physiotherapist.

Resumo. A Gameterapia, utilizacao de jogos em tratamentos, esta se tornandocada vez mais presente, de modo, que esta cada vez mais comum ouvir sobretratamentos que utilizam jogos. As sessoes de fisioterapia para pacientes comparalisia cerebral pode ser tornar repetitiva e, consequentemente, cansativa.Dessa forma a Gameterapia pode trazer um novo estımulo as sessoes. Este pro-jeto visa construir um jogo que auxilie os fisioterapeutas durantes as sessoes defisioterapia de pacientes com paralisia cerebral, de modo que o jogo se adapteaos movimentos executados durante as sessoes, facilitando o trabalho do fisio-terapeuta.

1. IntroducaoA paralisia cerebral (PC) e um termo utilizado para denominar um grupo de condicoescaracterizadas essencialmente por disfuncoes motoras, muitas vezes associadas a deficitssensoriais e cognitivos, decorrente de uma lesao nao-progressiva, mas mutavel, doencefalo durante o seu desenvolvimento e maturacao estrutural e funcional, uma lesaono sistema nervoso durante o nascimento e nos primeiros meses de lactancia podendoocasionar disturbios da postura e do movimento.

As alteracoes e o grau de acometimento dependem das areas do Sistema Ner-voso Central afetadas e da extensao da lesao, sendo que, normalmente, se manifestam

com padroes especıficos de postura e de movimentos que podem comprometer o desem-penho funcional das criancas [Mancini et al. 2004]. Os disturbios motores podem estarassociados a outros comprometimentos como alteracoes visuais, epilepsia, desnutricao,comprometimento cognitivo, transtorno de comportamento, alteracoes na linguagem, noaprendizado [Fernandes et al. 2007].

No que se refere a distribuicao da topografia da lesao, a PC do tipo espastica podeser: Quadriparetica (quatro membros acometidos), diparetica (os membros superioresmenos acometidos que os inferiores) ou hemiparetica (acometendo o membro superior einferior de um hemicorpo) [Levitti 2001].

A diparesia ocorre em 10 a 30% dos pacientes com PC, e trata-se de um com-prometimento dos membros inferiores, comumente evidenciando uma acentuada hiper-tonia dos adutores, que configura em alguns doentes o aspecto semiologico denominadosındrome de Little (postura com cruzamento dos membros inferiores e marcha “em te-soura”). Ha diferentes gradacoes quanto a intensidade do disturbio, podendo ser poucoafetado, tendo recuperacao e bom prognostico, adaptando-se a vida diaria, enquanto ou-tros nao evoluem para um prognostico satisfatorio, apresentando graves limitacoes funci-onais [LIANZA and BARON 2004].

A quadriparesia espastica e a forma mais grave de PC e acomete os lactentes atermo, que em geral sao pequenos, afetando todo o corpo da crianca, no entanto suaidentificacao precoce encontra-se prejudicada, ja que geralmente, uma importante hipo-tonia antecede o quadro de espasticidade. Os tetrapareticos apresentam alteracao globalde tonus muscular, diminuicao da motricidade espontanea e da mobilidade articular, pro-piciando o surgimento de deformidades [LEITE and PRADO 2004].

A intervencao fisioterapeutica em neurologia infantil e frequentemente condu-zida a partir da relacao entre a postura e o movimento da crianca. O controle posturale responsavel pela resistencia a acao da gravidade e pela manutencao do equilıbrio docorpo durante os movimentos voluntarios que exigem estabilidade de membros, tronco ecorpo [Campos and Santos 2005].

O atendimento fisioterapeutico sempre deve levar em consideracao as etapas dodesenvolvimento motor normal, utilizando varios tipos de estimulacao sensitiva e senso-rial, haja vista que este tipo de desenvolvimento depende da tarefa e das exigencias doambiente, havendo, portanto, a necessidade de manter estreitas relacoes com o desenvol-vimento visual, cognitivo e da fala. Dessa forma, o comportamento da crianca se modi-fica, tornando-se mais intencional a medida que se processa a maturacao do seu sistemanervoso [Shepherd 1996].

A fisioterapia parte do conceito que o cerebro e capaz de alterar sua estrutura efuncao atraves da neuroplasticidade e aprendizado motor, encontrando formas alterna-tivas para movimentos mais eficientes. As experiencias ambientais desempenham umfuncao importante na formacao de redes neurais. Esse processo, entretanto, e definidopelo potencial neurologico de cada crianca. Criancas com lesao cerebral podem encontrarmeios alternativos para realizar funcoes motoras de acordo com seu potencial. Posturasdiferentes e movimentos adaptativos podem proporcionar maior estabilidade e funciona-lidade, com menor gasto energetico, sendo assim, a intervencao deve objetivar a melhorade desempenho da crianca nas atividades de vida diaria - AVDS [BRAGA & JUNIOR,

2008].

Muitas vezes sessoes de fisioterapia podem ser consideradas repetitivas oumonotonas do ponto de vista do paciente. A gameterapia ajuda a mudar esse cenario,uma vez que chama a atencao, pelo fato de trabalhar com meio interativos que visam umaabordagem ludica.

A interacao entre os jogos e a fisioterapia pode ser realizada atraves de variosconsoles, porem, o mais importante e o poder de trazer um animo a mais para as sessoesde fisioterapia, principalmente para as criancas, que se divertem enquanto se reabilitam.

Dessa maneira, a gameterapia tem trazido grande ajuda para o fisioterapeuta, poisse tem mais um incentivo para que o paciente comparecam para as sessoes.

2. O ProjetoO projeto tem como objetivo base desenvolver uma plataforma tridimensional que auxi-lie o fisioterapeuta durante as sessoes de fisioterapia de pacientes com paralisia cerebral.Em outras palavras o projeto pretende desenvolver um jogo que sera utilizado pelo fisio-terapeuta durante as sessoes de fisioterapia, de modo que as sessoes possam trazer novoestimulo durante o tratamento do paciente.

Ja nao e tao raro o uso de jogos durante o tratamento fisioterapeutico. Entretanto,os fisioterapeutas devem adaptar o jogo as sessoes, ou seja, os movimentos desejadosdevem ser adaptados dentro o jogo, ou encontrar algum jogo que se adapte as sessoes defisioterapia.

A proposta do jogo desenvolvido e se adaptar aos movimentos desejados pelofisioterapeuta, de modo a facilitar as sessoes de fisioterapia.

3. Desenvolvimento do PrototipoNeste projeto sera utilizada a ferramenta Unity 3D1 juntamente com o Kinect2 para aelaboracao de um jogo que servira de auxilio na fisioterapia de pacientes com paralisiacerebral.

O Unity3D e uma ferramenta muito utilizada no desenvolvimento de ambientesgraficos, tanto para jogos, como para animacoes. Com ele e possıvel trabalhar com ambi-entes 2D (bidimensional - 2 Dimensoes) e/ou 3D (tridimensional - 3 Dimensoes).

Para o desenvolvimento de ambientes e possıvel utilizar algumas linguagens deprogramacao: Boo, C ] e JavaScript. Para isso Unity 3D possui um editor integrado paraa manipulacao de scripts, o MonoDevelop [Ramos and Francesconi 2012].

Tambem e possıvel importar modelos 2D/3D de outros softwares, como o Blen-der3 ou Estudio Max4. Entre as principais extensoes suportadas estao: .fbx, .max, .3ds,.obj e .dexf.

A interface do Unity3D e simples e de facil uso, de tal forma que facilita o desen-volvimento de jogos ou animacoes. Dentro da interface ele possui varias janelas, chama-

1http://unity3d.com/pt/2http://www.microsoft.com/en-us/kinectforwindows/3http://www.blender.org/4http://www.autodesk.com/products/autodesk-3ds-max/overview

das de views, sendo que cada um atende um proposito diferente. A figura 1 demonstrauma interface do Unity3D.

Figura 1. Exemplo de interface do Unity 3D .

O Kinect e um sensor de reconhecimento de movimentos tridimensionais proje-tado, primeiramente, para o console Xbox 3605. Atualmente pode ser utilizado junto comum computador, uma vez que a Microsoft liberou a Application Programming Interface ?Interface de Programacao de Aplicativo (API) - para que isso fosse possıvel [Flores 2011].

O Kinect foi desenvolvido pela empresa PrimeSense6 e conta com sensores de core profundidade, alem de sensores infravermelhos. O hardware do Kinect e composto por:camera VGA (Video Graphics Array - Padrao de Disposicao Grafica para Vıdeo) colorida,sensor infravermelho e Microfone multi-matriz, utilizado tanto para localizar o jogadorcomo para comando de voz [Cargnin 2012].

Para a se comecar a realizar um prototipo, foram realizadas duas visitas, uma aClınica Escola da Faculdade UDC Anglo-Americano e ou a ACDD (Associacao Crista doDoente e Deficiente). Durante as visitas foi elaborado um protocolotestes com o Kinect,ode o equipamento deve estar a 1,80 metro de distancia do usuario e estar posicionado naaltura do torax do mesmo. Este protocolo pode ser observado na Figura 2.

Figura 2. Figura explicando o protocolo para utilizacao do Kinect.

Assim, os objetivos da visita foram encontrados de maneira satisfatoria, uma vezque definiu-se os padroes mınimos de altura para a deteccao de movimentos, elaboracaode um protocolo de distancia e altura dos sensores para uma captura de movimentos de

5http://www.xbox.com/pt-BR/Home-206http://www.primesense.com/

qualidade adequada, e para saber qual a interferencia que equipamentos, como o parapo-dium, poderia causar.

O prototipo que esta sendo desenvolvido envolvera a criacao de um jogo que con-siste no estouro de bolhas. O jogo contara com um menu principal que ira conter os jogosdesenvolvidos e informacoes basicas dos jogos, como creditos e detalhes do desenvolvi-mento. Para cada jogo existira um menu secundario no qual e possıvel escolher o nıveisde dificuldade.

Ele possuira diferentes nıveis, por exemplo o nıvel 1 tera uma bolha, o nıvel 2tera 3 uma bolha se mexendo, e assim gradativamente ate que alcance um objetivo. Alemdisso contara com um nıvel unico, onde o usuario definira no inıcio em qual velocidadeas bolhas subirao, a quantidade de bolhas e o tamanho das mesmas.

O prototipo sera testado com criancas tendo como os seguintes requisito mınimos:

• Altura de aproximadamente 1 (um) metro;• Realizar movimento mınimos;• Ter autorizacao de seus responsaveis para realizacao da atividade• Ter algum tipo de paralisia cerebral;

3.1. Interfaces do Prototipo

O prototipo em desenvolvimento possui algumas cenas, que, apos a resolucao de peque-nos ”bugs”, poderao ser testadas com as criancas. Dentre as interfaces em faze de terminopode-se listar: primeiro nıvel do jogo das bolhas, que contem apenas uma bolha para serestourada - jogo nomeado como jogo de bolhas 1 (JB1) para este artigo; nıvel dinamicodo jogo das bolhas, no qual o usuario escolhe a velocidade com que as bolhas sobem,quantas bolha irao subir e qual sera seu tamanho -jogo nomeado como jogo de bolhas 2(JB2) para este artigo; cena do menu inicial; e cena dos creditos.

O jogo JB1 ainda contara com mais tres ou quatro nıveis, os quais irao variar navelocidade da bolha e quantas bolhas a cena tera.

Oo jogos JB1 e JB2 ainda contam com um sistema de placar, o qual conta quantasbolhas foram pegas e, no caso do JB2, quantas bolhas nao foram.

A Figuras 3, 4, 5 e 6 demonstram as interfaces do prototipo em desenvolvimento.

Figura 3. Interface do Jogo JB1.

Figura 4. Interface do Jogo JB2.

Figura 5. Interface de Menu.

Figura 6. Interface dos Creditos.

4. Conclusao

O prototipo esta em fase de termino, onde estao sendo realizados alguns ajustes, naquestao de estetica do software e problemas com a implementacao das regras, comodefinicao de nıveis e como sera a mudanca de um nıvel para outro.

Apos o termino do prototipo, serao realizados testes, para se obter uma avaliacaodo mesmo, de modo que sera analisado se esta apto ou nao para ser utilizado durante assessoes de fisioterapia e quais os pontos a serem melhorados dentro do prototipo.

Com a finalizacao do prototipo serao escolhidos os pacientes que participarao doprojeto, dando inıcio a pesquisa para se saber se o projeto ira auxiliar os fisioterapeu-tas durante as sessoes de fisioterapia de pacientes com paralisia cerebral, ou seja, seraanalisado se a plataforma elaborada sera de grande ajuda aos fisioterapeutas.

Conclui-se entao que o projeto esta na parte de finalizacao do prototipo, par-tindo para a fase de testes, onde sera realizada a avaliacao do prototipo, para as devidas

mudancas.

ReferenciasCampos, 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 Humano-Computador para um Sistema de Reabilitacao Motora utilizando Microsoft Kinect.

Fernandes, A. C., Ramos, A. C. R., Casalis, M. E. P., and K., H. S. (2007). O Tratamentoda Paralisia Cerebral e do Retardo Motor.

Flores, L. E. V. (2011). Aplicativo para Deteccao de Movimentos para Reabilitacao Fisi-oterapia Utilizando Microsoft Kinect.

LEITE, J. M. and PRADO, F. G. (2004). Paralisia cerebral: aspectos fisioterapeuticos eclınicos.

Levitti, S. (2001). O Tratamento da Paralisia Cerebral e do Retardo Motor.

LIANZA, S. and BARON, C. E. (2004). Mensuracao da Qualidade de Vida de PacientesHemiplegicos Espasticos apos Aplicacao de Toxina Botulınica 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 DesempenhoFuncional. Revista BRasileira de Fisioterapia, 8(3):253–260.

Ramos, A. D. E. O. and Francesconi, D. (2012). Desenvolvimento De Um Jogo DeEstrategia Em Tempo Real.

Shepherd, R. (1996). Fisioterapia em Pediatria. Sao Paulo, 3 edition.