DESENVOLVIMENTO DE UMA PLATAFORMA TRIDIMENSIONAL PARA AUXILIO NO TRATAMENTO DE PACIENTES COM PARALISIA CEREBRAL

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1 DESENVOLVIMENTO DE UMA PLATAFORMA TRIDIMENSIONAL PARA AUXILIO NO TRATAMENTO DE PACIENTES COM PARALISIA CEREBRAL Alessandra Bussador 1, Jorge Aikes Junior 1, Lívia Willemann Peres 2, Felipe César da Costa Calori 1,João Vitor Lucas Pinotti 1, José Leandro Porto Targão 1, Leonardo Diniz de Lima 1, Rafael Augusto Alflen 1 1 Curso de Ciência da Computação da Faculdade Anglo-Americano Av. Paraná Vila A Foz do Iguaçu PR Brazil 2 Curso 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 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 estímulo 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

2 com padrões específicos 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 síndrome 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 equilíbrio 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,

3 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 3D 1 juntamente com o Kinect 2 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 possível trabalhar com ambientes 2D (bidimensional - 2 Dimensões) e/ou 3D (tridimensional - 3 Dimensões). Para o desenvolvimento de ambientes é possível 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 possível importar modelos 2D/3D de outros softwares, como o Blender 3 ou Estúdio Max 4. Entre as principais extensões suportadas estão:.fbx,.max,.3ds,.obj e.dexf. 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, chama

4 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 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 possível [Flores 2011]. O Kinect foi desenvolvido pela empresa PrimeSense 6 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 Vídeo) 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 Clínica 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 mínimos de altura para a detecção de movimentos, elaboração de um protocolo de distância e altura dos sensores para uma captura de movimentos de

5 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 possível escolher o níveis de dificuldade. Ele possuirá diferentes níveis, por exemplo o nível 1 terá uma bolha, o nível 2 terá 3 uma bolha se mexendo, e assim gradativamente até que alcance um objetivo. Além disso contará com um nível único, onde o usuário definirá no início 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 mínimos Altura de aproximadamente 1 (um) metro; Realizar movimento mínimos; 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 nível do jogo das bolhas, que contém apenas uma bolha para ser estourada - jogo nomeado como jogo de bolhas 1 (JB1) para este artigo; nível 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 níveis, 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.

6 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 níveis e como será a mudança de um nível 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 início 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

7 mudanças. Referências Campos, D. and Santos, D. C. C. (2005). Controle Postural E Motricidade Apendicular Nos Primeiros Anos De Vida. Fisioterapia em Movimento, pages Cargnin, D. J. a. (2012). Desenvolvimento de um Aplivativo com Interfaces Humano- Computador 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 clínicos. 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 Botulínica 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): Ramos, A. D. E. O. and Francesconi, D. (2012). Estratégia Em Tempo Real. Shepherd, R. (1996). Fisioterapia em Pediatria. São Paulo, 3 edition. Desenvolvimento De Um Jogo De