El futuro de la rehabilitación de manos y muñecas son los divertidos juegos arcade
Cuando uno piensa en la realidad virtual (VR) y los videojuegos, lo primero que viene a la mente son experiencias digitales recreativas. Sin embargo, en los últimos años, hemos visto un interés creciente en las rutinas de entrenamiento basadas en auriculares de realidad virtual . Las aplicaciones, sin embargo, van mucho más allá. A principios de este año, los neurocientíficos detallaron una plataforma que puede ayudar con la detección temprana de la enfermedad de Alzheimer .
También se están utilizando programas terapéuticos basados en realidad virtual para ayudar a las personas a afrontar el dolor posquirúrgico. Los médicos están implementando programas de capacitación en realidad virtual para una experiencia de aprendizaje y enseñanza más inmersiva. El Dr. Yasir Naseem, experto en lingüística, dijo recientemente a Digital Trends que la gamificación está revolucionando la industria y eso se extiende a la ciencia médica.
El último desarrollo de este tipo es cortesía de expertos de la Universidad Carlos III de Madrid, que están trabajando con hospitales de Barcelona y Madrid para ayudar a personas con problemas de movilidad en muñecas y manos mediante juegos. El equipo, en particular, confía en el concepto de exergames, que combinan ejercicio con videojuegos.
Con ese fin, el equipo desarrolló dos juegos inspirados en arcade y un controlador especializado con sensores que pueden medir la fuerza de agarre de un individuo y también analizar el rango completo de movimiento de la mano y la muñeca. Posteriormente, la plataforma conectada puede registrar detalles como la fatiga y los tiempos de reacción, al tiempo que crea un perfil holístico de su fuerza.
Juegos y rehabilitación
En el léxico médico, nos ocupamos esencialmente de la rehabilitación dirigida a los movimientos de prensión manual, pronación-supinación, flexión-extensión y desviación cubital-radial. En comparación con investigaciones anteriores sobre la eficacia de los ejercicios, la nueva plataforma eJamar ayuda a mejorar la fuerza de agarre y al mismo tiempo impulsa la rehabilitación de la movilidad de las extremidades en un grado saludable.
Según uno de los expertos detrás del proyecto, tan solo 30 minutos de ejercicio regular han ayudado a mejorar la fuerza de agarre en los pacientes en un 100 % y, al mismo tiempo, han ampliado la gama de movimientos de la muñeca. El potencial, sin embargo, es inmenso.
El equipo señala que la plataforma eJamar puede ayudar a curar lesiones y fracturas de la mano y, en un futuro próximo, también ayudar a pacientes que padecen problemas neurológicos como la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple y los accidentes cerebrovasculares.
Otra gran victoria es que el enfoque puede aliviar drásticamente los problemas logísticos asociados con la reserva de citas, los viajes y la obtención de la atención necesaria en centros de salud y hospitales.
En pocas palabras, la telerehabilitación de eJamar puede ahorrar costos, tiempo y accesibilidad para todas las partes interesadas en el ecosistema sanitario nacional. "Los juegos de Peter Jumper y Andromeda son fáciles de usar y no se necesita experiencia previa para disfrutarlos", dice Oña Simbaña a Digital Trends.
¿Cómo funciona la plataforma eJamar?
El elemento más importante de la plataforma eJamar es el controlador personalizado, que se centra en la fuerza y capacidad de agarre de un individuo. “El sistema eJamar integra sensores de fuerza, IMU y un sistema de control basado en Arduino para identificar los movimientos de la mano y medir la fuerza de agarre”, nos cuenta Edwin Daniel Oña Simbaña, profesor asistente del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automatización (CC) del instituto de la UC3M.
En el corazón de la plataforma eJamar se encuentra un controlador inalámbrico especializado que aborda el movimiento y la fuerza de la muñeca. El controlador incluye un mango con ranuras, que se adaptan a la forma de los dedos que sujetan firmemente un objeto, algo así como una empuñadura.
Los actuadores de vibración internos instalados dentro del controlador inalámbrico también brindan retroalimentación háptica a los jugadores correspondiente a la acción del juego, como el impacto o los hitos de progreso. El sensor del sistema de medición inercial (IMU) es capaz de rastrear nueve grados de libertad a lo largo de los tres ejes.
También hay un botón que sirve como comando de activación y desactivación de las experiencias del juego, y también activa el controlador desde el modo de suspensión. Una unidad informática integrada recoge y registra selectivamente datos de movimiento de la mano según el juego al que está conectada.
Uno de los elementos más importantes del controlador eJamar es el extensímetro, que es capaz de medir la fuerza de agarre hasta 100 kgf. Para máxima comodidad, hay una perilla integrada que puede ajustar la posición de la empuñadura, según el tamaño de la mano y los niveles de comodidad únicos de cada persona.
En cuanto a los juegos, el primero de ellos es Peter Jumper. El título está ambientado en un mundo 3D donde los jugadores navegan por un paisaje urbano evitando obstáculos. Según las preferencias individuales, se pueden ajustar aspectos como el nivel de dificultad, la retroalimentación háptica, la velocidad y la duración. Antes de sumergirse en el juego, los límites de agarre se calibran en función de la fuerza que una persona puede ejercer sobre el controlador.
Al jugar en modo de compresión de pinza, los usuarios deben apretar la pinza del controlador para saltar. El segundo juego se llama Andrómeda, un juego de disparos espaciales en 2D en el que los jugadores controlan una nave espacial y disparan a los enemigos. y recolecta artículos valiosos mientras lo haces.
El objetivo principal de este juego es ayudar a los usuarios a aumentar su agarre y liberar movimientos de muñeca. "El objetivo de estas funciones de control del juego es replicar ejercicios que se realizan habitualmente en sesiones de rehabilitación de manos y muñecas", dice el artículo de investigación publicado en la revista Applied Sciences .
Curiosamente, los requisitos del sistema para ejecutar estos juegos son bastante modestos y funcionan en macOS y Windows. En cuanto al hardware, necesitarás un procesador Intel Core i3-2100, 4 GB de RAM, 1 GB de espacio de almacenamiento y una pantalla con resolución de 1280 x 720 píxeles.
Curiosamente, el controlador eJamar no sólo es compatible con los dos juegos antes mencionados, sino también con otros juegos que dependen del motor de desarrollo Unity. Durante las pruebas, los participantes elogiaron toda la experiencia y su accesible ejecución.
"Estos tratamientos son especialmente necesarios para los pacientes con afecciones neurológicas que enfrentan dificultades para asistir a centros médicos para rehabilitación", señala el artículo de investigación.
¿Por qué los juegos son ideales para la rehabilitación?
Un elemento crucial de todo el ejercicio son los juegos, y cómo ofrecen una ruta inmersiva y atractiva hacia la rehabilitación, que a menudo puede ser agotadora tanto física como mentalmente. Parece que el objetivo desde el principio fue hacer que todo el proceso fuera divertido para los participantes, sin comprometer la eficacia terapéutica.
"Uno de los desafíos en el desarrollo de serious games para la salud es el engagement. El uso de un diseño arcade fue beneficioso para promover el engagement de los pacientes y, por tanto, la adherencia al tratamiento", dijo a Digital Trends Oña Simbaña, profesora adjunta del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automatización (CC) del instituto de la UC3M.
Curiosamente, los dos juegos no son sólo una experiencia interactiva y divertida. De hecho, registran todos los datos del movimiento de las extremidades, que posteriormente se importan al perfil de salud electrónico de cada paciente.
La idea es fascinante e inmensamente beneficiosa, pero no está exenta de desafíos. En este caso, involucrar a un profesional de la salud certificado es crucial, a diferencia de la consulta habitual de telesalud con un médico mediante una videollamada.
“A pesar del diseño de nuestros sistemas centrados en la autoadministración, uno de los retos a los que nos enfrentamos ahora es la asistencia remota, porque es necesario incluir métodos que permitan al terapeuta interactuar con el paciente si es necesario, explica Oña Simbaña.
Al entrar en el ámbito de la realidad virtual, el equipo detrás de la plataforma eJamar espera aprovechar el estatus general, especialmente el menor precio de venta de los cascos de realidad virtual, para desarrollar herramientas de rehabilitación. Al parecer, el trabajo ya está en marcha.
La perspectiva futura
En el futuro, el equipo quiere confiar en las plataformas de Realidad Aumentada y Realidad Virtual para desarrollar su plataforma de ejercicios para la rehabilitación asistida por juegos.
“Nuestros planes actuales son el uso de realidad aumentada para desarrollar exergames que permitan la interacción con objetos físicos utilizados en la evaluación funcional motora, cubriendo una amplia gama de pacientes potenciales”, dijo Oña Simbaña a Digital Trends. Las ambiciones no son desconocidas.
Meta, por ejemplo, ha ampliado sus plataformas internas de hardware y software XR a numerosas instituciones académicas y laboratorios de investigación en todo el mundo. En asociación con la Universidad de Iowa, las gafas inteligentes Project Aria AR se están utilizando para desarrollar tecnología de audífonos con capacidades de conciencia contextual.
La gente de la Universidad de Bristol está implementando la plataforma de gafas inteligentes para desarrollar un sistema de seguimiento espacial 3D, mientras que los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon están utilizando el Proyecto Aria para desarrollar soluciones de orientación asistidas para personas con discapacidad visual. En IIIT Hyderabad, los investigadores están implementando las gafas Aria para construir un sistema de detección de la mirada del conductor.
“Nuestros planes actuales son el uso de realidad aumentada para desarrollar exergames que permitan la interacción con objetos físicos utilizados en la evaluación funcional motora, cubriendo una amplia gama de pacientes potenciales”, dijo Oña Simbaña a Digital Trends.
El equipo ahora se centra en probar la plataforma eJamar entre personas que viven con afecciones neurológicas o patológicas para ampliar la aceptación clínica. También están planeando más ejercicios para abordar las necesidades específicas de las personas que buscan rehabilitación.
Hasta ahora, las pruebas se han realizado en entornos clínicos y han arrojado resultados "muy alentadores". Hasta ahora, el sistema ha recibido la aprobación de médicos y proveedores de servicios sanitarios, y las pruebas entre los pacientes han arrojado resultados positivos.