TECNOLOGIA DE GAMES E REALIDADE VIRTUAL NA REABILITAÇÃO FISIOTERAPÊUTICA: REVISÃO DE LITERATURA

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XX Encontro Latino Americano de Iniciação Científica, XVI Encontro Latino Americano de Pós-Graduação e VI

Encontro de Iniciação à Docência – Universidade do Vale do Paraíba.

1 TECNOLOGIA DE GAMES E REALIDADE VIRTUAL NA REABILITAÇÃO

FISIOTERAPÊUTICA: REVISÃO DE LITERATURA

Gabriela Aparecida da Silveira Souza, Talita Braga Akutsu, Tainara Natsu

Moreira Yamasaki, Letícia Tiemi Maegima, Luana Caroline de Carvalho, Raissa

Caroline Carvalho Souza, Mario Oliveira Lima, Izabela dos Santos Mendes,

Fernanda Pupio Silva Lima.

UNIVAP/Laboratório de Engenharia de Reabilitação Sensório Motora. Av. Shishima Hifumi, 2911 - São José dos Campos – SP. Email: gabrielasouza507@yahoo.com.br

Resumo: A realidade virtual é uma ferramenta que permite que o usuário realize o tratamento fisioterapêutico proposto com a vantagem de haver distração cognitiva em relação a dor e aos esforços gerados ao realizar uma atividade. O objetivo deste estudo foi realizar uma revisão de literatura referente à aplicabilidade da realidade virtual no âmbito da reabilitação sensóriomotora. Foram realizadas buscas por artigos científicos nas bases de dados como Pubmed, BVS e ScienceDirect, utilizando as palavras-chaves: “virtual reality, gaming technology, rehabilitation e

physiotherapy”. A partir da pesquisa realizada associando as palavras chaves supracitadas foram

totalizados na Pubmed 232 artigos, na BVS 120 artigos e na ScienceDirect 285 artigos. Por meio das análises realizadas, é possível concluir que a aplicabilidade da realidade virtual no processo de reabilitação proporciona ao indivíduo um maior incentivo para realização dos exercícios.

Palavras-chave: Realidade virtual; tecnologia de games; reabilitação, fisioterapia. Área do Conhecimento: Fisioterapia.

Introdução

A inserção de novas modalidades de reabilitação é de extrema importância, visto que o tratamento convencional consiste em exercícios repetitivos e muitas vezes não são atraentes para os pacientes. O processo de reabilitação por meio da realidade virtual é um recurso relativamente novo, o qual consiste na interação entre o indivíduo e o ambiente virtual (CORBETTA, IMERI, GATTI, 2015; LAVER et al., 2015).

A tecnologia de games e realidade virtual vem ganhando destaque no âmbito da reabilitação. Definida como interface entre usuário e computador, essa modalidade permite a simulação em tempo real de uma atividade e a interação do usuário nesse mundo virtual, fornecendo feedback sensorial sobre o movimento realizado no ambiente virtual, aumentando a motivação e podendo ser realizado de acordo com dificuldade do indivíduo. A realidade virtual é uma ferramenta inovadora no âmbito da reabilitação física e cognitiva, por minimizar distúrbios de percepção corporal, quadros de dor e melhorar os padrões de movimentos, fornecendo um feedback visual, tátil e verbal por meio do envolvimento do indivíduo na terapia, causando principalmente distração em relação a dor e aos esforços para realizar as atividades (LOHSE et al., 2014; ROOSINK et al., 2015).

Existem dois princípios básicos da realidade virtual, o primeiro é a sensação de “presença em”, ou seja, consiste na sensação de estar em um ambiente, mesmo que não esteja fisicamente presente nesse ambiente. O segundo princípio é o sentido de "controle sobre”, ou seja, envolve a possibilidade de interação com o meio ambiente e objetos fornecidos (LOZANO-QUILIS et al., 2014; CORBETTA, IMERI, GATTI, 2015).

Portanto, o objetivo deste estudo foi realizar uma revisão de literatura referente à aplicabilidade da realidade virtual no âmbito da reabilitação sensóriomotora.

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Metodologia

Trata-se de uma revisão de literatura com o intuito de compreender a aplicabilidade da tecnologia de games e realidade virtual no processo de reabilitação. As buscas foram realizadas nas bases de dados eletrônicas Pubmed, BVS e ScienceDirect, utilizando as seguintes palavras chaves: Virtual reality; rehabilitation e physiotherapy.

Foram incluídos artigos que utilizaram a realidade virtual como método de tratamento ou auxílio para avaliação no que condiz o processo de reabilitação fisioterapêutica, e artigos em inglês completos publicados nos últimos 10 anos (2006 a 2016). Os artigos que tratavam da aplicabilidade da realidade virtual para outras finalidades como, por exemplo, no procedimento cirúrgico, foram definidos como critérios de exclusão desta revisão bibliográfica.

Resultados

Em relação aos resultados obtidos por meio da busca na base de dados Pubmed foram encontrados 232 artigos ao associar as palavras chaves “virtual reality, rehabilitation and physiotherapy”.

A partir da pesquisa na bases de dados BVS foram encontrados 120 artigos ao associar as palavras chaves “virtual reality, rehabilitation and physiotherapy”.

Na base de dados ScienceDirect foi possível observar o maior número de artigos ao unir as palavras chaves “virtual reality, rehabilitation and physiotherapy” totalizando 285 artigos.

A tabela abaixo demonstra o número de artigos encontrados nas bases de dados selecionados previamente com as palavras chaves “virtual reality”, “virtual reality rehabilitation”, “virtual reality physiotherapy” e a associação de todas elas “virtual reality, rehabilitation and physiotherapy”.

Foram encontrados diversos artigos que tiveram como foco principal o uso da realidade virtual no processo de reabilitação em pacientes neurológicos e ortopédicos com o intuito de melhorar a aprendizagem e o controle motor, amenizando assim, as complicações decorrentes da patologia. Porém, uma das doenças mais comuns que utilizam esse tratamento são as que envolvem pacientes após acidente vascular encefálico, pois as informações sensoriais que são transmitidas por esse recurso passam pelo sistema nervoso central que organiza os segmentos corporais do indivíduo, melhorando a função motora e cognitiva, reduzindo os quadros de dor e limitações, apresentando resultados com melhoras significativas.

Tabela 1: Quantidade de publicações referentes a aplicabilidade da realidade virtual. Virtual reality

rehabilitation physiotherapy Virtual reality Virtual reality and rehabilitation and physiotherapy

Pubmed 928 254 232

BVS 958 138 120

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Discussão

A literatura descreve a realidade virtual como a aplicação da tecnologia de computador com o intuito de gerar uma percepção de um mundo interativo e tridimensional, em que os objetos tem forma espacial. No ambiente de realidade virtual o indivíduo tem a sensação de estar presente e imersivo no ambiente visualizado, ou seja, ele não é caracterizado apenas como um observador, mas também como participante do ambiente virtual (GRAJEWSKI et al., 2013).

O nível de imersão e a interação entre o usuário e o ambiente virtual difere os diversos tipos desta tecnologia, os quais podem ser classificados como uma realidade virtual de simulação, que proporciona uma sensação ao usuário de conseguir manipular objetos. A realidade virtual de projeção, caracteriza-se pelo fato que o usuário consegue interagir com os personagens e objetos virtuais, mesmo que não esteja imerso no ambiente virtual. Os tipos de realidade virtual que proporcionam uma maior sensação de presença no ambiente virtual são a realidade virtual aumentada e a realidade virtual de mesa, o que difere as duas é o fato de que a realidade virtual aumentada o usuário deve utilizar um capacete que proporciona a sensação completa de estar no mundo virtual, enquanto que na realidade virtual de mesa utilizam-se óculos, TV de LCD e outros dispositivos que permitem ao usuário a visualização do mundo virtual (ASSIS, 2012).

Atualmente os softwares de realidade virtual podem fornecer o desempenho cinemático do movimento solicitado por meio do jogo, no qual é possível analisar por exemplo a velocidade e o ângulo atingido na execução dos exercícios. Alguns softwares disponibilizam os dados cinéticos obtidos durante o protocolo proposto, como exemplo, fornecem o valor do torque aplicado pelo praticante, por meio deste valores fornecidos pelo software, o terapeuta consegue analisar quais são os objetivos a serem atingidos no tratamento (TEO et al., 2016).

Há inúmeras vantagens ao comparar a realidade virtual com o tratamento fisioterapêutico convencional, dentre eles destaca-se a possibilidade da interação entre o indivíduo e o mundo virtual, fornecendo um feedback em tempo real do exercício executado, o que permite que o indivíduo observe sua performance durante o movimento, o que irá motivar a realizar os exercícios propostos com mais eficácia. Outro ponto importante a ser destacado é a possibilidade em adaptar os exercícios fornecidos por meio da realidade virtual de acordo com a necessidade clínica de cada indivíduo. Além disso, em alguns dispositivos de realidade virtual há a possibilidade de salvar o desempenho do indivíduo durante a terapia, sendo possível a adequação do game de acordo com a melhora clínica (LOZANO-QUILIS et al., 2014; LEVY et al., 2016).

O uso da tecnologia de games no processo de reabilitação, favorece a realização de atividades funcionais em novos ambientes interativos, desafiadores e seguros, o que promove a aprendizagem e controle motor. A estratégia de treinamento envolve elementos cognitivos, treinamento de força, resistência e equilíbrio, com o intuito de estimular o indivíduo de forma mais ampla, o que proporciona melhoria da funcionalidade e aceleração no processo de reabilitação quando comparado a técnicas convencionais (MOLINA et al., 2014).

No âmbito da fisioterapia, a realidade virtual pode ser utilizada no tratamento de inúmeras patologias de diferentes áreas, dentre elas pode-se citar a neurologia, no tratamento das complicações do acidente vascular encefálico, na doença de parkinson ou no alzheimer com o intuito de melhorar/manter a cognição e realizar treinos de equilíbrio, em pacientes com esclerose múltipla com o intuito de amenizar as complicações subsequentes à doença. Há relatos na literatura em relação à aplicação da realidade virtual na oncologia, principalmente em pacientes que realizaram cirurgia de câncer de mama, com o objetivo de atenuar as complicações geradas pela cirurgia (LOZANO-QUILIS et al., 2014; AGUIRRE-CARVAJAL; MARCHANT-PÉREZ, 2015; SAPOSNIK et al., 2016).

Alguns autores relatam que a aplicabilidade da realidade virtual na conduta fisioterapêutica em pacientes idosos encontra-se limitada, visto que esta população tem uma restrição em utilizar ambientes virtuais e informatizados (BENOIT et al., 2015).

Levy e colaboradores (2016) realizaram um estudo em que aplicaram o protocolo de realidade virtual em idosos que apresentavam medo de queda durante a deambulação, com o intuito de avaliar se a reabilitação por meio da realidade virtual atenuava esta insegurança. Os voluntários

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foram posicionados em uma cadeira giratória utilizando óculos que permitiam a imersão do indivíduo no ambiente virtual. Por meio de um mouse sem fio os voluntários conseguiam caminhar em terreno plano, irregular, com menos espaço para deambular e alturas diferentes. Os movimentos eram detectados por uma câmera USB. A realidade virtual resulta em um feedback em tempo real, execução de movimento sincronizado e organização cognitiva.

Segundo Morel et al. (2015), a reabilitação do equilíbrio para idosos foi realizada por meio de um sistema composto por três pêndulos. Esse sistema tem como objetivo, fazer com que os indivíduos desviem das bolas que são lançadas em sua direção, induzindo-os à recuperar o equilíbrio. Este estudo teve como base dois princípios, o primeiro era adaptar o game à diferentes morfologias de pacientes, em segundo, era levado em consideração a velocidade das esferas e a capacidade do indivíduo em controlar a bola. Os autores concluíram que a realidade virtual pode fornecer um ambiente padronizado, reprodutível e controlável para que se torne possível a reabilitação do equilíbrio em idosos por meio desse método de tratamento.

Em outro estudo, pacientes que tiveram acidente vascular encefálico foram submetidos à um estudo em que relataram efeitos positivos maiores na realidade virtual quando comparada à terapia convencional. A melhora da função motora dos voluntários foi influenciada pelos estímulos visuais e auditivos fornecidos pelo software do equipamento. Os autores concluíram que o sistema nervoso central organiza os segmentos corporais devido as informações sensoriais transmitidas pelo game, a fim de realizar um desempenho ainda melhor (CORBETTA et al., 2015).

A realidade virtual é uma ferramenta inovadora no âmbito da reabilitação física e cognitiva, por minimizar distúrbios de percepção corporal, quadros de dor e melhorar os padrões de movimentos, a qual fornece um feedback visual, tátil e verbal por meio do envolvimento do indivíduo na terapia, e causa principalmente distração em relação a dor e aos esforços para realizar as atividades (ROOSINK et al., 2015).

Em suma, a terapia de realidade virtual consiste em permitir sensações ao indivíduo, à pessoa passa por um experimento sensorial por meio de sua interação juntamente com as informações tecnológicas que são fornecidas pela máquina.

Conclusão

Por meio dos efeitos supracitados, pode-se observar que a realidade virtual pode ser aplicada em inúmeras patologias, como reabilitação após o acidente vascular encefálico, em portadores de paralisia cerebral, após o tratamento cirurgico de câncer de mama, em idosos com o intuito de melhorar o equilibrio, dentre outros inúmeros exemplos. Portanto as vantagens proporcionadas pela realidade virtual, ou seja, o incentivo oferecido ao indivíduo por meio dos objetos do game associados a sensação de imersão no ambiente virtual, despertam maior interesse do praticante em relação ao processo de reabilitação, tornando a terapia mais interativa e prazerosa.

Referências

AGUIRRE-CARVAJAL, M.; P. MARCHANT-PÉREZ, P. Descripción del efecto de los ejercicios de la extremidad superior ipsilateral realizados con realidad virtual en mujeres sometidas a mastectomía. Gaceta Mexicana de Oncología. v. 14, n. 4, p. 204-209, 2015.

ASSIS, R.D. Condutas práticas em fisioterapia neurológica. 1ª Ed. Manole, 2012.

CORBETTA, D. ; IMERI, F.; GATTI, R. Rehabilitation that incorporates virtual reality is more effective than standard rehabilitation for improving walking speed, balance and mobility after stroke: a systematic review. J Physiother., v. 61, n. 3, p. 1-8, 2015.

GRAJEWSKI, D. et al. Application of Virtual Reality Techniques in Design of Ergonomic Manufacturing Workplaces. Procedia Computer Science. p. 289 – 30, 2013.

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LAVER, K. E. et al. Virtual reality for stroke rehabilitation. Eur J Phys Rehabil Med., v. 48, n. 3, p. 523-530, 2012.

LEVY, F. et al. Fear of falling: efficacy of virtual reality associated with serious games in elderly people. Neuropsychiatr Dis Treat., v. 12, p. 877-881, 2016.

LOHSE, K. R. et al. Virtual Reality Therapy for Adults Post-Stroke: A Systematic Review and Meta-Analysis Exploring Virtual Environments and Commercial Games in Therapy. Plos One., v. 9, n. 3, p. 1-13, 2014.

LOZANO-QUILIS, J.A. et al., Virtual Rehabilitation for Multiple Sclerosis Using a Kinect-BasedSystem: Randomized Controlled Trial. JSG. v. 2, n.2, 2014.

MOLINA, K. I. et al. Virtual reality using games for improving physical functioning in older adults: a systematic review. J. Neuroeng. Rehabil., v. 11, n. 156, p. 1-20, 2014.

MOREL, M et al. Advantages and limitations of virtual reality for balance assessment and rehabilitation. NCBI, v., 45, p. 315-326, 2015.

ROOSINK, M. et al. Real-time modulation of visual feedback on human full-body movements in a virtual mirror: development and proof-of-concept. J. Neuroeng. Rehabil., v. 12, n. 2, p. 2-10, 2015. SAPOSNIK, G. et al. Efficacy and safety of non-immersive virtual reality exercising in stroke rehabilitation (EVREST): a randomised, multicentre, single-blind, controlled trial. Lancet Neurol. v. 4422, n. 16, p. 1-9, 2016.

TEO, W.P. et al. Does a Combination of Virtual Reality, Neuromodulation and Neuroimaging Provide a Comprehensive Platform for Neurorehabilitation? – A Narrative Review of the Literature. Frontiers in Human Neuroscience. v. 10, n. 284, p. 1-15, 2016.