Uma avaliação objetiva e criança-amigável da função do braço usando um Sensor 3D

O objetivo geral deste teste de jogo para crianças, baseado em um sensor 3-D digital disponível comercialmente, é avaliar objetivamente a função do membro superior para ensaios clínicos. Este método pode fornecer informações importantes, como a forma como a função muscular mudou para muitas doenças neuromusculares. A principal vantagem dessa técnica é que a avaliação é objetiva e quantitativa com alta resolução.

As implicações de como nosso método se estende para medir a progressão da doença da atrofia muscular espinhal porque as crianças geralmente têm um desempenho ruim na avaliação clínica padrão. Embora nosso teste projetado possa fornecer informações sobre o movimento dos membros superiores, a mesma técnica também pode ser aplicada a outros sintomas motores, como marcha de corpo inteiro e análise de equilíbrio. Tivemos a ideia desse método pela primeira vez quando estávamos pensando na possibilidade de gamificação na área de avaliação do efeito do medicamento.

A demonstração desse método é mais ampla porque fornece uma visão significativa da dinâmica do jogo e é uma maneira muito rápida de entender a configuração. Demonstrando o procedimento estará Ulrike Bonati, médica do Hospital Universitário de Basileia, onde o estudo foi realizado, e uma voluntária saudável que também participou do estudo. Para começar, instale os drivers do sensor 3D e o aplicativo do jogo de guarda-roupa no computador de teste.

Em seguida, coloque o computador em uma mesa com altura de 0,5 a um metro. Coloque o dispositivo 3D na mesa, alinhado com o meio do computador, e ajuste o ângulo do sensor 3D conforme necessário para capturar corretamente o assunto. Em seguida, conecte o adaptador do sensor 3D ao computador, ao sensor 3D e à fonte de alimentação usando os respectivos cabos.

Por fim, coloque uma cadeira ajustável a cerca de dois metros de distância da mesa. Antes de iniciar o teste, ligue o computador e ajuste o volume e certifique-se de que a internet esteja conectada para permitir a transmissão automática de dados. Em seguida, instrua o sujeito a sentar na cadeira e iniciar o aplicativo no computador.

Em seguida, insira o ID do assunto exclusivo na primeira página. Clique no botão Iniciar para entrar na página com o jogo de guarda-roupa. A figura esquelética visível na tela representa o corpo do sujeito em frente a um grande guarda-roupa virtual.

Instrua o sujeito a agitar os braços e realizar outros movimentos até que o sensor 3D capture o assunto. O sensor 3-D usa infravermelho para detectar o corpo humano, portanto, se a sala tiver luz solar direta ou forte, a figura do esqueleto pode ser distorcida ou até mesmo não ser vista. Leia as instruções exibidas na tela e ajuste a posição do assunto até que as instruções sejam exibidas em uma fonte verde.

Clique no botão de treinamento para iniciar a sessão de treinamento sem registrar dados. Permita que o sujeito siga as instruções dadas na tela e execute os movimentos dos braços conforme solicitado pelo jogo do guarda-roupa. Primeiro, o sujeito será solicitado a estender um de seus braços para alcançar e, em seguida, agarrar um objeto virtual cintilante.

Em seguida, o sujeito será instruído a flexionar o mesmo braço e tocar os pontos indicados em seu corpo para colocar o objeto virtual. Quando o sujeito não consegue alcançar ou colocar um objeto devido à função muscular insuficiente, esse objeto será automaticamente ignorado após 12 segundos pelo programa. Alternativamente, o operador pode pressionar um botão para pular o objeto.

Clique no botão Iniciar para começar a gravar o assunto enquanto ele executa os movimentos do braço novamente. Após quatro minutos, o jogo terminará automaticamente se o sujeito não for capaz de completar a série de movimentos do braço. Após a conclusão do jogo, um gráfico de aranha indicando os intervalos de articulação do sujeito aparecerá.

Por fim, clique no botão final para sair do jogo. Os traços de nove pontos da parte superior do corpo foram plotados enquanto os sujeitos realizavam movimentos do braço como parte do jogo do guarda-roupa, avaliação da função do braço. Nesta figura, as localizações espaciais de nove pontos corporais são plotadas ao longo do tempo para um paciente com atrofia muscular espinhal em relação aos de um controle saudável.

Em comparação, o sujeito de controle teve relativamente menos movimento de cabeça, pescoço e tronco do que o paciente. As informações extraídas dos dados 3D brutos obtidos usando essa metodologia podem ser usadas para comparar o movimento de um único paciente em várias rodadas de testes. Aqui é mostrado um gráfico de rastreamento de mãos segmentadas das fases de extensão e flexão do cotovelo de duas rodadas.

A trajetória permanece consistente em ambas as rodadas, com notável alcance para os três objetos inferiores para ambas as mãos. As diferenças entre as mãos direita e esquerda de um único paciente também foram medidas. Como mostrado nesta figura, não houve diferença significativa entre a velocidade das mãos direita e esquerda de um único paciente.

As informações extraídas dos dados 3-D brutos também elucidaram as diferenças entre os indivíduos individuais. Diferenças óbvias intra-sujeito foram observadas nos movimentos de compensação do tronco entre o paciente dois e o paciente três. Diferenças notáveis também foram detectadas na velocidade mediana da mão entre o paciente um e o paciente três.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como configurar e executar este jogo de guarda-roupa para obter informações objetivas sobre a função do braço. Uma vez dominado, este teste pode ser feito em cinco minutos se realizado corretamente. Como acompanhamento desse procedimento, outros testes podem ser realizados para responder a perguntas adicionais, por exemplo, sobre resistência muscular.

Ao tentar este procedimento, é importante lembrar que uma correspondência adequada entre o design do teste e a capacidade do paciente é a chave para o sucesso. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores na área de biomarcadores clínicos explorarem outros dispositivos digitais para medir o benefício do tratamento e a progressão da doença.