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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Gilda Aparecida de Assis
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Lopes, Roseli de Deus (President)
Loss, Jefferson Fagundes
Monteiro, Carlos Bandeira de Mello
Plapler, Pérola Grinberg
Tori, Romero
Title in Portuguese
NeuroR - sistema de apoio à reabilitação dos membros superiores de pacientes vítimas de acidentes vasculares encefálicos.
Keywords in Portuguese
Prática mental
Reabilitação
Realidade aumentada
Abstract in Portuguese
Acidentes vasculares encefálicos têm causado a incapacidade física em adultos e até mesmo em crianças, em todo o mundo. As deficiências motoras provocadas por essa patologia se caracterizam por paralisia ou fraqueza no lado do corpo oposto ao da lesão, gerando déficits no movimento do membro superior e na marcha. A reabilitação desempenha um papel importante no sentido de corrigir ou diminuir as deficiências motoras e aumentar a independência funcional dos pacientes. Nesta pesquisa, é proposto e implementado o NeuroR, um sistema de realidade aumentada que permite investigar se a percepção visual da movimentação de um braço virtual tridimensional, sobreposto à imagem do paciente e conectado ao ombro substituindo o braço real lesado, pode afetar positivamente a reabilitação motora deste membro comprometido. Relatos clínicos têm mostrado que a percepção visua de conectividade com o corpo pode reduzir a sensação de dor e de desconforto em amputações, o que norteou a adoção deste requisito para o sistema. Para avaliar a aplicabilidade do NeuroR foram realizados testes com pacientes, conduzidos por fisioterapeutas neurofuncionais. Nas intervenções, o fisioterapeuta estimula a prática mental de forma que o paciente realize a tarefa solicitada no ambiente de realidade aumentada, onde ele visualiza a si mesmo e o cenário real ao seu redor, como em um espelho. Também foi realizada a prática física, sendo esta disparada por sinais eletromiográficos captados de um músculo do braço parético do paciente. O sistema foi utilizado durante quatro sessões, por quatro pacientes de ambos os sexos, com lesões no hemisfério esquerdo ou direito, com hemiplegia há mais de um ano. O comprometimento motor de cada paciente foi diagnosticado no início do tratamento através da escala Fugl-Meyer. Utilizando o NeuroR, observou-se que para três dos quatro pacientes, ao serem solicitados a imaginar o movimento visualizando sua imagem com o braço virtual, se esforçaram para executar o movimento fisicamente. No pós-teste, todos apresentaram um aumento na escala Fugl-Meyer, no mínimo de 17% e no máximo de 62%.
Title in English
NeuroR - stroke patients' upper-limb rehabilitation support system.
Keywords in English
Augmented reality
Mental practice
Rehabilitation
Abstract in English
Stroke has caused the physical disability in adults and even children in the world. Stroke causes motor impairment characterized by paralysis or weakness on the side of the body opposite the site of injury. They produce deficits in movement of the upper limb and gait. The rehabilitation has an important role to correct or reduce motor impairment and in addition to providing functional independence. This research investigates how the perception of visual connectivity of a virtual arm, drawn from the side the patient's body, can affect the upper limb motor rehabilitation. Furthermore, clinical trials have shown that it can reduce the sensation of pain and discomfort for patients with amputations. Therefore, there is evidence that it leads us to investigate it and analyze it. This paper presents a proposal for a system that provides the visual stimulus of the movement of a virtual three-dimensional arm, which replaces the paralyzed arm in a real image of the patient. In the interventions the physiotherapist induces the mental practice of the patient such as he/she does the assigned task in the augmented reality environment, where he/she can visualize himself and surroundings, just like a mirror. The protocol included also physical practice. It was performed using electromyographic signals of a paretic arm muscle. The system was used by four chronic adults of both genders, who suffering lesions in different regions of the central nervous system. The sample included patients with lesions in the left or right hemisphere, which have upper-limb hemiplegia for over a year. This motor impairment was diagnosed before beginning the treatment through the Fugl-Meyer scale for the upper limb. In the trials, it was observed that for three of four patients, when asked to imagine their own movement by looking at their image with the virtual arm in the screen, they struggled to physically execute the movement. In the posttest, all showed an increase in the scale motor Fugl-Meyer, a minimum of 17% and a maximum of 62%, and also had improvements in the range of motion of the shoulder, as measured by photogrammetry.
 
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Publishing Date
2010-08-31
 
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